Les chercheurs de l’Université de Berkeley ont mis au point un neurostimulateur sans fil, autonome et en boucle fermée qui se trouve à l’extérieur de la tête, surveillant l’activité électrique dans le cerveau et intervenant par stimulation électrique pour prévenir les crises.
L’appareil, que l’équipe a appelé WAND (Wireless, Artifact-free Neuromodulation Device), peut enregistrer l’activité jusqu’à 128 points dans le cerveau et est conçu pour apprendre et affiner rapidement son modèle des types de signaux qui précèdent les tremblements ou les crises chez chaque patient.
Il est important de noter que l’appareil étant un système en boucle fermée, il est capable d’enregistrer l’activité dans le cerveau même lorsqu’il lui renvoie une stimulation électrique, ce qui le rend incroyablement rapide et efficace pour déterminer quels types de stimulation sont les plus efficaces pour arrêter les crises et autres événements dans leur trajectoire. Cela peut prendre des années aux médecins pour peaufiner un système sans rétroaction en temps réel comme celle-ci.
Les thérapies de stimulation en boucle fermée sont extrêmement difficiles à réaliser, parce que vous essayez de mesurer de très petites fluctuations électriques à partir du cerveau tout en le faisant exploser avec des impulsions électriques beaucoup plus grandes provenant des stimulateurs. L’équipe de Berkeley compare ce défi à celui d’essayer de mesurer de petites ondulations dans un étang tout en éclaboussant avec vos pieds.
Mais les chercheurs de Cortera Neurotechnologies ont réussi à concevoir un circuit intégré capable de mesurer le signal complet du cerveau et les fortes impulsions du stimulateur, permettant au dispositif WAND de soustraire ce dernier du premier pour obtenir un signal propre montrant exactement ce que la stimulation fait au cerveau en temps réel.
Le dispositif WAND se trouve à l’extérieur de la tête, dans un châssis sur mesure. L’équipe l’a démontré avec une étude dans laquelle des macaques rhésus ont été entraînés à utiliser un joystick pour déplacer un curseur dans une boîte.
L’appareil a appris les schémas cérébraux qui sont apparus avant que les bras du singe n’effectuent un mouvement spécifique pour utiliser le joystick, puis a commencé à intervenir avec succès par neurostimulation pour retarder ce mouvement, tout en enregistrant simultanément l’activité cérébrale pendant tout le processus. À la connaissance des chercheurs, c’est la première fois qu’un système en boucle fermée a démontré un temps de réaction retardateur basé sur un enregistrement neurologique.
La prochaine étape consiste pour les chercheurs à mettre à niveau le système WAND avec une intelligence qui leur permettrait d’expérimenter sa thérapie de neurostimulation et d’affiner leurs propres techniques en réponse à des données en temps réel.
« À l’avenir, nous avons l’intention d’intégrer l’apprentissage à notre plateforme en boucle fermée afin de construire des dispositifs intelligents capables de trouver la meilleure façon de vous traiter et d’éviter au médecin d’avoir à intervenir constamment dans ce processus « , explique Rikky Muller, chercheur principal chez Cortera.
