Des chercheurs ont développé une encre qui peut être imprimée directement sur le scalp d’un patient pour mesurer son activité cérébrale sans utiliser d’électrodes. Une approche prometteuse qui pourrait conduire à de vraies avancées en neurologie, et même ouvrir la voie à une nouvelle génération d’interfaces cerveau-machine.
L’analyse des ondes cérébrales, ces impulsions électriques générées par l’activité des différentes aires du cerveau, est d’une importance capitale dans plusieurs disciplines. Pour les spécialistes des neurosciences fondamentales, c’est un outil sans équivalent qui aide à comprendre l’architecture de notre cerveau et les mécanismes cognitifs qui conditionnent le comportement des humains. Il s’agit aussi d’un outil de diagnostic très précieux qui permet aux praticiens d’identifier des troubles neurologiques et psychiatriques.
Pour enregistrer ces signaux, on utilise généralement une méthode qui consiste à apposer de nombreuses électrodes sur le crâne du sujet. C’est une approche qui fonctionne généralement très bien, mais qui comporte tout de même certains inconvénients loin d’être négligeable. Ces tests sont notoirement chronophages; l’appareillage en lui-même nécessite une préparation méticuleuse du scalp, et le patient doit souvent rester assis pendant des heures pour que les médecins puissent obtenir des enregistrements exploitables.
De nombreux avantages pratiques
L’équipe de Nanshu Lu, neurologue à l’Université du Texas et co-auteure de cette étude, a donc choisi de développer un système plus pratique et moins encombrant basé sur une encre électronique à base de polymères conducteurs. C’est une approche qui a déjà été utilisée avec succès dans des domaines comme la cardiologie, pour mesurer très précisément le rythme cardiaque avec un minimum d’appareillage externe.
Cette équipe de chercheurs a réussi à prouver que cette méthode fonctionnait aussi pour l’enregistrement des ondes cérébrales, et qu’elle présente même des avantages par rapport aux systèmes d’électroencéphalographie classiques.
Pour commencer, le fait de se passer des électrodes conventionnelles limite considérablement les interférences qui pourraient nuire au diagnostic. C’est aussi moins restrictif pour le patient, car ces « tatouages » nécessitent beaucoup moins de câblage et de préparation ; il suffit d’imprimer ce gel sur le crâne, sans le moindre contact physique. En outre, ces marquages sont capables de fonctionner pendant 24 heures sans problème, contrairement aux électrodes classiques dont le gel a tendance à sécher après quelques heures. C’est un point important, car cela permet d’enregistrer beaucoup plus de données pour augmenter la fiabilité de l’analyse.
Un pas vers des interfaces cerveau-machine sans chirurgie
Mais ce qui rend cette approche enthousiasmante, c’est plutôt son potentiel de développement. En effet, les chercheurs à l’origine de cette étude travaillent désormais sur un système similaire, mais capable de fonctionner sans fil pour analyser l’activité cérébrale d’un patient sur le long terme, sans le forcer à porter un appareillage complexe et restrictif. Cela pourrait ouvrir la voie à de vrais progrès, aussi bien en recherche fondamentale que dans le diagnostic de certains troubles nerveux ou cognitifs.
Les chercheurs estiment même qu’à terme, ces « tatouages électroniques » pourraient constituer la base d’une nouvelle génération d’interfaces cerveau-machine, comme Neuralink. Aujourd’hui, ces interfaces sont installées grâce à des méthodes particulièrement invasives qui consistent à implanter des électrodes directement dans le cerveau. Cette nouvelle approche pourrait permettre au cerveau de communiquer avec un appareil externe sans passer par une opération chirurgicale, avec tout ce que cela implique en termes de risque et de confort.
« Notre étude peut potentiellement révolutionner la façon dont sont conçus les dispositifs non invasifs d’interface cerveau-ordinateur », conclut le co-auteur José Millán.
Le texte de l’étude est disponible ici.
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