L'insuffisance cardiaque se caractérise par l’incapacité du coeur à pomper assez de sang pour répondre aux besoins de l'organisme. Techniquement, les neurones s’affolent et n’envoient plus les bons signaux au cœur qui n’a alors plus assez d’oxygène à transmettre aux organes et ralentit. Toutefois, de nouveaux travaux pourraient aider à venir à bout de cette affliction qui fait 70 000 victimes chaque année en France, soit l’équivalent d’un mort toutes les sept minutes. Des chercheurs britanniques et français de l’université de Bath (Angleterre) ont réussi à mettre au point la première micro-puce qui pourrait servir de neurones artificiels. Leurs travaux sont parus le 3 décembre dans la revue Nature Communications.
En travaillant sur des rats, l’équipe du professeur Alain Nogaret a réussi à reproduire l’activité cérébrale de deux cellules nerveuses cérébrales via une simple puce de silicium, matériau très conducteur : les neurones de l’hippocampe, zone du cerveau surtout chargée de la mémoire, et les neurones contrôlant et régulant la respiration. Plus petite qu’une puce de monnaie, la puce contient l’équivalent de 120 neurones, tous de la même taille que des neurones biologiques.
Pour mimer leurs effets, les chercheurs ont reproduit la teneur des signaux électriques que les neurones s’envoient pour communiqué : ils ont imité les canaux ioniques, où l’interaction de molécules chargées fabriquées par les cellules nerveuses entraîne des signaux électriques spécifiques. Se faisant, ils ont réussi à inverser, au niveau de l’activité électrique, l’insuffisance cardiaque des rats.
Des stimulateurs cardiaques intelligents ?
Forts de leurs résultats, les scientifiques, qui pensent pouvoir reproduire n’importe quel type de neurone suivant ce même modèle, voudraient maintenant construire des bio-circuits capables de reproduire des systèmes neuronaux plus complexes. L’objectif ultime étant notamment de trouver un moyen de lutte contre Alzheimer.
“Cette approche (…) est particulièrement pertinente en médecine bioélectronique, où l'on a besoin de bioimplants de faible puissance qui s'adaptent à la rétroaction physiologique en temps réel et aux traitements des maladies chroniques qui reposent sur la réparation des circuits malades du système nerveux central”, concluent les auteurs de l’article.
Dans un avenir proche ces puces neuronales pourraient également aider à créer des stimulateurs cardiaques intelligents pour permettre au cœur de pomper à un rythme régulier, servir à réparer les lésions nerveuses de la colonne vertébrale ou même permettre aux personnes paralysées de bouger à nouveau.
Simulateur biventriculaire ou HIS-SYNC ?
A l’heure actuelle, les personnes atteintes d’insuffisance cardiaque avancée sont soignées avec un stimulateur biventriculaire. Dans le détail, un “chirurgien insère un petit dispositif électronique qui a pour fonction de synchroniser les contractions des deux ventricules. L’appareil comporte trois électrodes fixées au muscle cardiaque d’un côté (oreillette droite, ventricule droit, ventricule gauche) et à un générateur d’impulsions de l’autre côté. Le générateur d’impulsions est placé dans une loge de peau située dans la partie supérieure du thorax ou dans l’abdomen”, explique le site coeuretavc. Malheureusement, environ 30% des patients ne répondent pas à ce traitement.
C’est pourquoi, il y a quelques mois, des chercheurs se sont intéressés à un autre simulateur, HIS-SYNC tente de travailler pour engager et restaurer la physiologie naturelle du cœur. Si les résultats n’ont pas montré la supériorité de cet appareil par rapport à l’autre, les taux de réponses étaient comparables. Les chercheurs comptent donc poursuivre leurs travaux.
