Béatrice Garnier
Les électrodes flexibles en couches minces placées directement sur le tissu cérébral sont prometteuses pour le diagnostic et le traitement de l’épilepsie, comme l’ont récemment démontré des scientifiques de Tokyo Tech. Grâce à une conception innovante mais simple, ces électrodes durables correspondent avec précision aux propriétés mécaniques du tissu cérébral, conduisant à de meilleures performances lors des enregistrements d’électrocorticographie et à une stimulation neuronale ciblée.
La mesure de l’activité cérébrale est une procedure utile pour diagnostiquer l’épilepsie et d’autres problems neuropsychiatriques. Parmi les différentes approches adoptées, l’électroencéphalographie (EEG) est la moins invasive. Lors des enregistrements EEG, les électrodes sont généralement placées sur le cuir chevelu. Cependant, cela limite la résolution de l’EEG automobile les signaux électriques du cerveau sont atténués et déformés au moment où ils atteignent le cuir chevelu.
En revanche, l’électrocorticographie (ECoG) implique le placement d’électrodes neurales directement à la floor du cerveau. Étant en get hold of étroit avec la région d’intérêt, les électrodes ECoG permettent de meilleurs enregistrements de l’activité cérébrale. De additionally, il est également attainable d’y envoyer des impulsions électriques pour stimuler des groupes spécifiques de neurones dans le but de gérer les crises d’épilepsie. Cependant, les électrodes ECoG classiques présentent un inconvénient majeur. Ils ne correspondent généralement pas aux propriétés mécaniques et à la courbure du tissu cérébral, ce qui entraîne une augmentation de la pression cérébrale et d’autres effets indésirables. Bien que des électrodes neuronales souples aient été développées pour atténuer ce problème, elles manquent de durabilité et de résistance ou nécessitent des processus de fabrication complexes.
Pour résoudre ces problèmes, une équipe de recherche guidée par le professeur agrégé Toshinori Fujie de l’Institut de technologie de Tokyo (Tokyo Tech) a développé un nouveau kind d’électrode neurale versatile. Leur conception et leurs résultats, récemment publiés dans Highly developed Materials Systems, peuvent révolutionner la manière dont les enregistrements ECoG et la stimulation neuronale directe sont effectués.
Le substrat de l’électrode proposée est constitué d’un movie mince constitué d’un matériau adaptable appelé polystyrène bloc polybutadiène bloc polystyrène (SBS). Les chercheurs ont utilisé une imprimante à jet d’encre pour fabriquer un câblage conducteur sur l’électrode avec de l’or nanoink. Enfin, ils ont recouvert le circuit en empilant une autre couche de SBS comme isolant, avec des microcanaux perforés au laser comme details de mesure ou de stimulation.
Grâce à des tests mécaniques et des simulations approfondis, les chercheurs ont démontré que l’électrode épouse avec précision la forme du tissu cérébral contenant de nombreuses crêtes irrégulières. Son processus de conception et de fabrication simple constitue également un avantage majeur, auto il favorise l’adoption généralisée de l’électrode proposée dans des apps pratiques. “Pour autant que nous le sachions, il s’agit de la première étude à démontrer de telles électrodes ECoG extremely-conformables basées sur de l’électronique imprimée, qui correspondent étroitement aux propriétés mécaniques du tissu cérébral”, souligne le Dr Fujie.
Pour présenter le potentiel de leur conception, l’équipe a mené plusieurs expériences sur des modèles de rats épileptiques. Grâce aux électrodes ECoG nouvellement conçues, ils ont pu mesurer avec précision la réponse neuronale dans le cerveau de ces rats lorsqu’une de leurs moustaches était stimulée mécaniquement. De additionally, ils pourraient visualiser l’activité des crises lors d’une épilepsie d’origine chimique. De plus, en déclenchant le mouvement des moustaches et des bras des rats by means of des impulsions électriques envoyées by way of des canaux spécifiques, les chercheurs ont démontré que les électrodes proposées peuvent stimuler différentes régions du cerveau.
Dans l’ensemble, ces résultats mettent en évidence le potentiel des électrodes neurales flexibles en couches minces pour le diagnostic et le traitement de l’épilepsie et d’autres maladies cérébrales. Notamment, les électrodes n’ont provoqué aucune irritation ni effet indésirable dans le cerveau des rats, même plusieurs semaines après la procédure, soulignant leur compatibilité avec les tissus biologiques.
Les chercheurs prévoient d’améliorer encore leur conception pour la rendre adaptée aux applications cliniques. “L’intégration de notre électrode en couche mince avec un dispositif implantable pourrait la rendre encore moins invasive et as well as reasonable à l’activité électrique anormale du cerveau”, explique le Dr Fujie. “Cela permettrait d’améliorer les diagnostics et les stratégies thérapeutiques pour la gestion de l’épilepsie intraitable.”
