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La puce qui stimule le cerveau Par Jean-Luc Goudet - Futura-Sciences, le 01/11/2006 à 14h29
Implanté sur le crâne de singes, un circuit électronique a généré de nouvelles connexions dans la zone du cerveau contrôlant les mouvements. De quoi ouvrir une voie de recherche pour soigner des traumatismes crâniens ou des paralysies.
Depuis des années, les interfaces cerveau-machine sont à la mode. Ces circuits (en anglais, brain-computer interfaces, BCI) enregistrent l’activité du système nerveux et sont, de l’autre côté, connectés à différents dispositifs, de manière à réaliser une sorte de télécommande par la pensée. Trois chercheurs de l’Université de Washington ont utilisé un appareil de ce genre mais branché tout autrement : il enregistre l’activité neuronale puis la renvoie dans le système nerveux. A la surprise générale, le cerveau a récupéré ce flux pour l’utiliser à son propre compte. N’y aurait-il pas là de quoi réparer une zone de cerveau endommagée ? C’est ce que pensent ces scientifiques, qui publieront leur travail le 2 novembre dans le magazine Nature.
Andrew Jackson, Jaideep Mavoori et Eberhard Fetz ont travaillé chez le singe sur le cortex moteur, qui contrôle les mouvements du corps. En permanence, du moins lorsque l’animal est éveillé, cette partie du cerveau envoie des signaux vers les muscles et la moelle épinière. C’est grâce à cette activité inconsciente que nous évitons de nous avachir comme une chiffe molle sans devoir y penser.
Quand le cerveau exploite la puce
Placé sur le crâne des singes et les laissant libres de leurs activités, un minuscule ordinateur mis au point par Mavoori et baptisé Neurochip enregistre l’activité de cette aire motrice du cortex. Il la convertit en permanence en un stimulus qui peut être envoyé dans le cerveau, la moelle épinière ou les muscles. Pendant toute la durée de fonctionnement de la puce, son signal vient donc s’ajouter à celui, naturel, émis par le cortex.
Le cortex moteur (parties colorées, montrées ici dans un cerveau humain) stimule en permanence le corps pendant l’éveil. Suffisamment plastique, il peut semble-t-il intégrer une jonction établie à l’aide d’une puce électronique. Copyleft www.lecerveau.mcgill.ca.
Quand ce Neurochip est relié au cerveau, les scientifiques ont eu la surprise de constater que l’activité de la région enregistrée se met à ressembler à celle de la région stimulée. Ce phénomène s’expliquerait par le renforcement des connexions entre les deux zones, stimulées par la synchronisation de leurs activités via le Neurochip. Deuxième surprise : après une stimulation (Augmentation de l'activité d'une enzyme ou augmentation de la vitesse d'une voie métabolique.
D’une journée par la puce électronique, cette jonction persiste au moins plusieurs jours. Pour les chercheurs, tout se passe comme si ce circuit électronique « créait un lien artificiel que le cerveau peut apprendre à utiliser pour compenser une voie abîmée ». Eberhard Fetz estime que la persistance de la jonction vient de ce que « le conditionnement est associé au comportement normal » de l’animal.
Dans cette expérience, le cerveau, grâce à sa plasticité, a donc récupéré ce nouveau circuit entre deux zones comme s’il s’agissait d’un réseau de vraies connexions entre neurones.(Cellule du système nerveux spécialisée dans la communication et le traitement d'informations. Chaque neurone est composé d'un corps cellulaire comportant un noyau, ainsi que deux types de ramifications : les dendrites (entrées) et un axone (sortie des informations). Axones et dendrites de neurones différents entrent en contact via des structures spécialisées : les synapses) Voilà peut-être un moyen de réparer une zone endommagée du système nerveux. Plutôt que de la reconstituer intégralement, il suffirait alors d’aider un peu le cerveau à en compenser l’absence par un circuit parallèle…
