Parkinson, Alzheimer mais aussi acouphènes et dépression, dans toutes ces conditions, la stimulation cérébrale profonde a suggéré son efficacité. Cette équipe de la San Diego State University (SDSU) propose ici une nouvelle génération d’électrodes, moins invasive et à moindre risquer d’effets indésirables. Alors qu’un grand nombre de patients restent réfractaires à ce type de traitement, ces travaux, présentés dans la revue Nature Microsystems & Nanoengineering décrivent un dispositif plus sécure, avec un avantage considérable, il est compatible avec l’IRM.
Au-delà de l’image d’une intervention chirurgicale invasive qui va consister à insérer une électrode dans le cerveau, de nombreux patients craignent les effets indésirables associés à l’IRM : l’électrode en métal peut réagir aux champs magnétiques et vibrer, générer de la chaleur ou même endommager le cerveau. Mais ces ingénieurs de la SDSU, en collaboration avec des chercheurs du Karlsruher Institut für Technologie (Allemagne) ont apporté une amélioration considérable à ces électrodes de stimulation profonde.
Fabriquée en carbone vitreux et non en métal, l’électrode ne réagit pas à l’IRM
La stimulation cérébrale profonde consiste en effet à implanter des électrodes dans le cerveau qui génèrent des impulsions électriques permettant, par exemple, d’améliorer le contrôle moteur chez les personnes souffrant de troubles du mouvement réfractaires aux médicaments, comme les patients atteints de la maladie de Parkinson, par exemple. La stimulation cérébrale profonde a d’autres indications possibles, dans le traitement des lésions cérébrales traumatiques, la toxicomanie, la démence, la dépression et d'autres conditions encore.
Une version carbone plus puissante et plus sécure : jusqu'à présent, les électrodes étaient en oxyde de platine ou d'iridium. Cependant ces électrodes à base de métal peuvent produire de la chaleur, interférer avec les images IRM en créant des points lumineux bloquant la visibilité des zones étudiées, devenir magnétisées, bouger ou vibrer lorsque les patients subissent des examens. Cette version « carbone » est conçue pour durer plus longtemps dans le cerveau, sans risque de détérioration ou corrosion, et permet d’émettre et de recevoir des signaux plus puissants. Alors que l'électrode en métal se dégrade après 100 millions de cycles d'impulsions électriques, le matériau carboné vitreux permet d’assurer plus de 3,5 milliards de cycles.
Une électrode pour la vie ? Si le carbone s'avère un matériau plus sûr, si ces premiers tests confirment que, contrairement à l'électrode en métal, l'électrode en carbone vitreux n'est pas magnétisée par l'IRM et ne va donc pas endommager le cerveau du patient, qu’elle est capable de lire à la fois les signaux chimiques et électriques du cerveau, l’électrode en carbone présente un autre avantage de taille : elle peut durer toute une vie. Un confort donc inestimable pour ces patients qui subissent une intervention très invasive. « Le matériau à couche mince de carbone est intrinsèquement homogène donc présente très peu de surfaces défectueuses. Il peut donc durer toute la vie ».
Différentes techniques de séquence d'imagerie ont été testées avec cette nouvelle génération d’électrodes et ces tests confirment que le carbone vitreux induit beaucoup moins de distorsion de l'image. « La fibre de carbone induit moins de courant dans le champ magnétique, elle n'exerce donc aucune force sur l'électrode elle-même, ce qui constitue un avantage car elle est noyée dans les tissus mous du cerveau ». Des essais cliniques sont déjà planifiés.
Source: Nature Microsystems & Nanoengineering 18 November 2019 Glassy carbon microelectrodes minimize induced voltages, mechanical vibrations, and artifacts in magnetic resonance imaging (Visuel SDSU)
Plus sur la Stimulation cérébrale profonde sur Neuro Blog
