Ces premières études précliniques donnent le feu vert au développement de ce dispositif cérébral implantable qui soulage la douleur mais aussi d'autres troubles cérébraux, tels que l'anxiété, la dépression ou encore les attaques de panique. Documenté dans la revue Nature Biomedical Engineering, ce dispositif, développé par des chercheurs de la NYU Grossman School of Medicine, ouvrent un nouveau paradigme, électrique plutôt que pharmacologique, une alternative attendue à l’usage excessif des opioïdes et autres anxiolytiques.
Ici, l’implant informatisé apporte sa première preuve de concept chez la souris modèle de douleur aiguë et chronique. Ainsi, non seulement les souris mettent 40% de temps supplémentaire pour retirer leur patte d’une source de douleur, mais passent 2 tiers de temps en plus dans la chambre où l’implant contrôlé par ordinateur est en état de marche. Et, selon les auteurs, l'implant a détecté avec précision la douleur dans 80 % des cas.
Un implant cérébral informatisé qui répond en temps réel à l’activation de zones sources du cerveau
Le principe est à peu près le même que celui des implants déjà développés pour traiter l’épilepsie focale, et repose sur une interface cerveau-machine en boucle fermée, qui détecte l'activité cérébrale dans le cortex cingulaire antérieur, une région du cerveau impliquée dans le traitement de la douleur. Un ordinateur relié à l’implant identifie automatiquement les schémas électriques dans le cerveau étroitement liés à la douleur. Lorsque ces signaux de douleur sont détectés, l'ordinateur déclenche une stimulation thérapeutique d'une autre zone du cerveau, le cortex préfrontal, qui apporte un soulagement.
Une solution plus durable voire définitive : ces résultats précliniques montrent que l’implant peut être une option efficace et plus définitive pour le traitement de la douleur, explique l'auteur principal, le Dr Jing Wang, professeur agrégé au département d'anesthésiologie du NYU Langone Health, mais aussi « une alternative aux médicaments, comme les opioïdes qui deviennent souvent moins efficaces avec le temps et peuvent conduire à la dépendance ».
De plus, le dispositif ne s’active qu’en présence de signaux de douleur, donc le risque de surutilisation et de tolérance est fortement réduit.
Mieux comprendre le fonctionnement de la douleur dans le cerveau : c’est le deuxième avantage de ce dispositif, qui transmet également des données précieuses sur la signalisation de la douleur, et pourrait également constituer, sur le même principe, une alternative non médicamenteuse pour d'autres troubles neuropsychiatriques, qui se traduisent également par l’activation de certaines zones cérébrales, comme l'anxiété, la dépression ou le syndrome de stress post-traumatique.
L’équipe travaille actuellement à améliorer encore les capacités de détection de la douleur de l'implant, à l’aide d’électrodes supplémentaires, implantées ou apposées au niveau d'autres régions du cerveau.
A ce stade, la technologie reste trop invasive pour une utilisation clinique, mais les chercheurs réfléchissent à une forme plus directement adaptable à l’usage humain.
Source: Nature Biomedical Engineering 21 June 2021 DOI : 10.1038/s41551-021-00736-7 A prototype closed-loop brain–machine interface for the study and treatment of pain
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