Une nouvelle recherche publiée aujourd'hui a démontré que de minuscules sondes neurales de graphène peuvent être utilisées en toute sécurité pour améliorer considérablement notre compréhension des causes de l'épilepsie.

La sonde neurale de profondeur de graphène (gDNP) se compose d'un réseau linéaire d'un millimètre de long de micro-transistors intégrés dans un substrat flexible polymère d'une épaisseur d'un micromètre. Les transistors ont été développés par une collaboration entre le laboratoire de neuromédecine de l'université de Manchester et l'institut de neurologie de l'UCL avec leurs partenaires phares du graphène.

L'article, publié aujourd'hui dans Nature Nanotechnology , montre que les sondes cérébrales flexibles uniques peuvent être utilisées pour enregistrer des signaux cérébraux pathologiques associés à l'épilepsie avec une excellente fidélité et une résolution spatiale élevée.

Le Dr Rob Wykes de l'équipe Nanoneuro de l'Université de Manchester déclare que "l'application de cette technologie permettra aux chercheurs d'étudier le rôle que jouent les oscillations infra-lentes dans la promotion des fenêtres de sensibilité pour la transition vers la crise, ainsi que d'améliorer la détection des biomarqueurs électrophysiologiques cliniquement pertinents associés à épilepsie."

Les dispositifs gDNP flexibles ont été implantés de manière chronique chez des souris épileptiques. Les dispositifs implantés ont fourni une résolution spatiale exceptionnelle et un enregistrement à large bande passante très riche des signaux cérébraux épileptiques pendant des semaines. De plus, des tests approfondis de biocompatibilité chronique n'ont confirmé aucun dommage tissulaire significatif et aucune neuro-inflammation, attribués à la biocompatibilité des matériaux utilisés, y compris le graphène, et à la nature flexible du dispositif gDNP.

La capacité d'enregistrer et de cartographier la gamme complète des signaux cérébraux à l'aide de sondes électrophysiologiques fera grandement progresser notre compréhension des maladies du cerveau et facilitera la prise en charge clinique des patients atteints de divers troubles neurologiques. Les technologies actuelles sont limitées dans leur capacité à obtenir avec précision des signaux cérébraux ultra-lents de haute fidélité spatiale.

L'épilepsie est le trouble cérébral grave le plus répandu dans le monde, avec jusqu'à 30 % des personnes incapables de contrôler leurs crises à l'aide de médicaments antiépileptiques traditionnels. Pour les patients réfractaires aux médicaments, la chirurgie de l'épilepsie peut être une option viable. L'ablation chirurgicale de la zone du cerveau où les crises commencent pour la première fois peut entraîner une absence de crise; cependant, le succès de la chirurgie repose sur l'identification précise de la zone d'apparition des crises (SOZ).

Les signaux épileptiques s'étendent sur une large gamme de fréquences - beaucoup plus large que la bande surveillée dans les balayages utilisés de manière conventionnelle. Les biomarqueurs électrographiques d'une SOZ comprennent des oscillations très rapides ainsi qu'une activité infra-lente et des changements de courant continu (CC).

La mise en œuvre de cette nouvelle technologie pourrait permettre aux chercheurs d'étudier le rôle que jouent les oscillations infralentes dans la promotion des fenêtres de sensibilité pour la transition vers la crise, ainsi que d'améliorer la détection des biomarqueurs électrophysiologiques cliniquement pertinents associés à l'épilepsie.

La traduction clinique future de cette nouvelle technologie offre la possibilité d'identifier et de confiner beaucoup plus précisément les zones du cerveau responsables de l'apparition des crises avant la chirurgie, conduisant à des résections moins étendues et à de meilleurs résultats. En fin de compte, cette technologie peut également être appliquée pour améliorer notre compréhension d'autres maladies neurologiques associées à des signaux cérébraux ultra-lents, telles que les lésions cérébrales traumatiques, les accidents vasculaires cérébraux et la migraine. + Explorer plus loin

Un canal cérébral unique combat les crises d'épilepsie