Un nouvel outil bioélectronique pour sonder les fonctions cérébrales
Réduire la charge des troubles neurologiques est devenue une priorité de recherche. Des renseignements sur les mécanismes fondamentaux de la fonction cérébrale ont contribué à la découverte de concepts importants relatifs au dysfonctionnement cérébral. Néanmoins, les connaissances nécessaires au diagnostic et au traitement sont limitées en raison de l'interaction complexe entre la communication ionique et biomoléculaire dans les réseaux neuronaux fortement interconnectés. Les instruments biomédicaux implantables pour l'analyse de la fonction cérébrale ne permettent que de détecter les potentiels électriques locaux et ne peuvent servir à l'administration médicamenteuse. De plus, ils démontrent une biocompatibilité réduite, entraînant souvent des lésions au niveau du tissu cérébral. Le projet BIOPROBE(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) («Organic bio-electronic neural probe for in vivo molecular sensing and stimulation»), financé par l'UE, a développé une nouvelle génération de sondes chroniquement implantables avec des dispositifs de stimulation chimique et d'enregistrement à plusieurs capteurs pour l'administration localisée de médicaments. Cela devrait considérablement améliorer la capacité d'interagir avec le système nerveux. BIOPROBE a utilisé des matériaux et dispositifs électroniques, souvent utilisés pour leur traitement aisé et la réglabilité chimique de leurs propriétés. Grâce à leur flexibilité, leur densité et leur perméabilité ionique, ces matériaux améliorent considérablement la transmission de signaux et la stimulation cellulaire au niveau biologique. Pour enregistrer l'activité neurologique, les chercheurs ont utilisé des transistors électrochimiques organiques (TEO), qui ont récemment servi à la démonstration de leurs propriétés en tant que biocapteurs sensibles pour les métabolites comme le glucose. L'utilisation de pompes ioniques électroniques organiques a permis d'émettre des stimuli biochimiques aux neurones avec un contrôle spatial et temporel. Les activités du projet impliquaient également la conception et la fabrication des sondes, ainsi que l'optimisation et l'examen des sites d'enregistrement individuels et des éléments ioniques pour l'administration médicamenteuse. Ces travaux permettent le suivi in vivo de l'activité neuronale et la stimulation simultanée. Les chercheurs ont consacré de nombreux efforts à la validation de la démonstration de principe du dispositif in vivo et in vitro. L'attention a été placée sur la culture de neurones hippocampiques de rat sur le dispositif, l'enregistrement des couches de cortex hippocampique et les tests in vivo de sondes de TEO sur des modèles de rats épileptiques. L'outil de recherche biomédical innovant de BIOPROBE devrait avoir d'importantes implications en recherche neuroscientifique, offrant de nouvelles opportunités pour les nombreuses maladies cérébrales encore incurables.
