Des dispositifs neurotechnologiques complexes sont nécessaires pour sélectionner et influencer directement les ondes cérébrales à l'intérieur du crâne. Bien qu'il soit devenu relativement facile de mettre en œuvre les dispositifs, les chercheurs sont toujours confrontés à des défis lorsqu'ils essaient de les faire fonctionner correctement dans les organismes vivants au fil du temps. Mais cela pourrait changer maintenant, grâce à une nouvelle méthode de Fribourg.

Une équipe de recherche a réussi à créer une microsonde qui se développe dans le tissu neural sans inflammation et à l'aide d'un revêtement médicinal. Même après douze semaines, il est encore capable de délivrer des signaux forts. Maintenant que ces implants ne doivent plus être remplacés aussi souvent, ils sont capables d'ouvrir les portes pour de meilleurs diagnostics tout en facilitant la vie des malades chroniques, tels que les patients atteints de la maladie de Parkinson qui doivent être traités avec des méthodes de stimulation cérébrale. L'étude est parue dans la revue Biomatériaux et est basé sur les recherches antérieures du groupe sur les plastiques conducteurs et absorbants.

L'ingénieur en microsystèmes Christian Böhler du groupe de recherche junior du Dr Maria Asplund dans le cluster d'excellence BrainLinks-BrainTools, Prof. Dr Thomas Stieglitz, chaire de microtechnique biomédicale à l'Institute for Microsystem Technology et Prof. Dr. Ulrich G. Hofmann, la section des systèmes neuroélectroniques du département de neurologie de l'hôpital universitaire de Fribourg a participé à la recherche. "Après un moment, le système immunitaire a tendance à traiter la plupart des implants neuraux bidirectionnels, c'est-à-dire ceux qui sont implantés pour mesurer et stimuler simultanément - comme un objet étranger. C'est la raison pour laquelle leur fonctionnalité devient si limitée. Au bout de quelques semaines, ils n'émettent presque plus aucun signal, " dit Böhler. Le groupe de recherche junior a montré que les microsondes flexibles en soi-disant polyimides offrent des avantages distincts par rapport aux implants en silicium, par exemple. "À la fois, des réactions inflammatoires peuvent survenir qui rendent les électrodes inutilisables ou qui conduisent finalement au retrait de l'implant, " ajoute Asplund. Dans leur étude, les chercheurs montrent que, basé sur un modèle animal, ces effets secondaires peuvent être retardés plus longtemps en utilisant un revêtement spécial sur les électrodes placées sur l'implant en polyimide.

Le revêtement des électrodes est fabriqué à partir du polymère PEDOT qui absorbe les médicaments et, lors de l'application d'une tension négative, le relâche à nouveau - dans ce cas, le composé anti-inflammatoire dexaméthasone. "De cette façon, on peut verser le médicament directement autour de l'implant, réguler la posologie et déterminer l'heure d'administration, " explique Böhler. Par rapport aux méthodes traditionnelles d'administration des médicaments, un dosage beaucoup plus faible peut être utilisé. Elle permet également de limiter les effets à une zone précise. De cette façon, les effets secondaires indésirables du médicament peuvent être réduits. Dès le début de 2016, l'équipe a montré que PEDOT a des caractéristiques idéales en tant que transporteur de médicaments.

"Nous sommes en mesure de renforcer la nature supérieure des microsondes flexibles par rapport aux autres conceptions avec notre étude, » résume Asplund. L'implant issu de la technologie des microsystèmes de Fribourg tient encore plus longtemps :« Nous sommes à l'aube d'une percée dans une nouvelle génération d'interfaces neuronales. Grâce à notre méthode de revêtement, nous pouvons enfin construire des microsondes avec une durée de vie plus longue. » De cela, Böhler en est certain. De nombreuses pistes plus prometteuses pour des traitements à long terme avec, par exemple, la stimulation cérébrale profonde peut être explorée avec ce système. Les patients dont le système nerveux nécessite non seulement une stimulation régulière mais également des mesures et une surveillance rapprochées, comme les personnes atteintes de la maladie de Parkinson ou d'épilepsie ainsi que les personnes souffrant de troubles obsessionnels compulsifs ou de dépression sévère.