La méthode de stimulation neuronale pourrait réduire les dommages causés par les dispositifs implantés

La stimulation neurale peut être thérapeutique pour les troubles neurologiques, mais le dispositif implanté dans ce but peut se détériorer avec le temps et cicatriser le tissu neural. Des chercheurs de l’Université de Pittsburgh ont mis au point un moyen de réaliser une stimulation neuronale à l’aide d’une électrode non attachée activée par la lumière, qui, espère-t-il, contribuera à réduire ces dommages. Takashi Kozai, professeur assistant en bio-ingénierie à la Swanson School of Engineering de l'université, a déclaré: «Typiquement, avec une stimulation neurale, afin de maintenir la connexion entre l'esprit et la machine, un câble transcutané relie l'électrode implantée à l'intérieur du cerveau à un contrôleur. en dehors du corps. Les mouvements du cerveau ou de cette attache entraînent une inflammation, des cicatrices et d’autres effets indésirables. Nous espérons réduire une partie des dégâts en remplaçant ce gros câble par une lumière à grande longueur d'onde et une électrode ultra-petite et non attachée. Lorsque l'effet photoélectrique a contaminé notre enregistrement électrophysiologique lors de l'imagerie avec un laser proche infrarouge, nous avons été un peu surpris. Il s'est avéré que l'équation initiale devait être modifiée afin d'expliquer ce résultat. Nous avons essayé de nombreuses stratégies pour éliminer cet artefact photoélectrique mais sans succès à chaque tentative, nous avons donc transformé le bogue en une fonctionnalité. Nous ne nous attendions pas à ce que cette méthode photoélectrique de stimulation nous permette de stimuler une population de neurones différente et plus discrète que celle que l’on pourrait obtenir avec une stimulation électrique. Cela donne aux chercheurs un autre outil dans leur boîte à outils pour explorer les circuits neuronaux dans le système nerveux. Nous avons eu de nombreux critiques qui ne croyaient pas aux modifications mathématiques apportées à l’équation photoélectrique originale d’Einstein, mais nous avons cru en l’approche et avons même déposé une demande de brevet. Ceci témoigne du travail acharné et de la diligence de Kaylene pour transformer une théorie en une validation bien contrôlée de la technologie. "Kaylene Stocking, étudiante en génie biologique et ingénieur en informatique, a déclaré:" Notre groupe a décidé d'utiliser cette fonctionnalité de effet photoélectrique à notre avantage dans la stimulation neurale. Nous avons utilisé le changement de potentiel électrique avec un laser proche infrarouge pour activer une électrode non attachée dans le cerveau. Nous avons découvert que la photostimulation est efficace. Les augmentations de température n'étaient pas significatives, ce qui réduisait les risques de dommages thermiques, et les cellules activées étaient plus proches de l'électrode que lors d'une stimulation électrique dans des conditions similaires, ce qui indique une précision spatiale accrue.