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Des chercheurs créent des neurones artificiels

Ce qui ressemble à une micropuce est placé sur le bout d'un doigt.

Les neurones synthétiques se trouvent dans un boîtier de protection.

Photo : Université de Bath/Nic Delves-Broughton

Alain Labelle

Des cellules nerveuses artificielles, qui se comportent exactement comme de vrais neurones, ont été créées par des scientifiques européens.

Dans le corps humain, les neurones sont responsables de la transmission d'un signal bioélectrique appelé influx nerveux.

Réussir à concevoir des neurones synthétiques qui répondent aux signaux électriques du système nerveux est l'un des objectifs de la médecine depuis des décennies.

Jusqu’à aujourd’hui, les neurones étaient considérés comme des boîtes noires, mais nous avons réussi à ouvrir la boîte noire et à regarder à l'intérieur.

Alain Nogaret, Université de Bath

Notre travail change cette réalité parce qu'il fournit une méthode robuste pour reproduire les propriétés électriques des neurones dans les moindres détails, explique le Pr Nogaret.

Pour réussir à fabriquer ces puces cérébrales, les chercheurs ont utilisé une combinaison de mathématiques et de calculs informatiques et ont conçu un soutien physique en silicone qui réussit à reproduire sur un circuit ce que les cellules nerveuses font naturellement.

lIlustration d'une cellule qui transmet un influx nerveux.

lIlustration d'une cellule nerveuse (neurone) qui transmet un influx nerveux

Photo : iStock

Vers une révolution médicale?

Cette percée représente un énorme potentiel dans le domaine médical, car elle pourrait éventuellement permettre de traiter des maladies où les neurones ne fonctionnent pas correctement.

Ces cellules artificielles pourraient donc réparer les circuits nerveux défectueux en reproduisant leur fonction normale. Ils pourraient ainsi permettre de traiter certaines maladies, telles que l'insuffisance cardiaque, l’alzheimer, le parkinson et d’autres troubles neurologiques.

Le Pr Alain Nogaret, du Département de physique de l’Université de Bath, explique que cette puce permet de transférer les propriétés électriques des cellules naturelles du cerveau sur des circuits synthétiques faits de silicium.

De plus, non seulement ces neurones artificiels ne se comportent comme des neurones biologiques, mais ils ne nécessitent en plus qu'un milliardième de la puissance d'un microprocesseur, ce qui les rend parfaitement adaptés à une utilisation dans des implants médicaux et autres dispositifs bioélectroniques.

Dans un avenir pas si lointain, ces puces neuronales pourraient réparer des circuits biologiques défectueux en reproduisant leur travail et en réagissant adéquatement à la rétroaction biologique pour rétablir les fonctions corporelles.

Par exemple, les neurones artificiels pourraient être utilisés pour mettre au point des stimulateurs cardiaques intelligents qui stimuleront le cœur à pomper à un rythme constant. Ceux-ci les utiliseront pour répondre en temps réel aux exigences imposées au cœur, ce qui se produit naturellement dans un organe sain.

Dans leurs travaux publiés dans la revue Nature Communications (Nouvelle fenêtre) (en anglais), les chercheurs ont reproduit avec précision la dynamique complète des neurones de l'hippocampe et des neurones respiratoires de rats.

La réplication de la réponse naturelle des neurones respiratoires dans un appareil bioélectronique est très excitante et laisse entrevoir des occasions pour la création de dispositifs médicaux plus intelligents.

Julian Paton, Université de Bristol

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