Des chercheurs du groupe du prof. Shoaran (EPFL) ont mis au point une puce neuronale implantable, baptisée LogSync, qui suit les communications entre les différentes régions du cerveau afin d’identifier les états cognitifs et émotionnels en temps réel. Cette avancée pallie les limites des systèmes existants de stimulation cérébrale profonde (SCP), qui fonctionnent souvent en boucle ouverte et s’appuient sur les signaux provenant d’une seule région cérébrale. Ce nouveau système repose sur l’hypothèse selon laquelle les troubles psychiatriques pourraient résulter de perturbations dans la communication entre les régions cérébrales plutôt que d’un dysfonctionnement d’une zone isolée. LogSync enregistre l’activité cérébrale et extrait des biomarqueurs liés à l’intensité des ondes cérébrales et à la synchronisation entre différentes régions. Un algorithme d’apprentissage automatique analyse ensuite ces biomarqueurs pour distinguer les états cognitifs et émotionnels, déclenchant une stimulation lorsque des états spécifiques sont détectés.
La puce LogSync, mesurant environ 4 × 2 mm, a été développée dans un souci de faible consommation d’énergie, fonctionnant à moins de 200 microwatts. Ce résultat a été obtenu grâce à la conception conjointe d’algorithmes et de matériel afin de répondre aux contraintes d’un système implantable. La puce utilise des calculs logarithmiques pour simplifier les opérations complexes nécessaires à l’extraction et au décodage en temps réel des biomarqueurs. La validation initiale de LogSync a porté sur des enregistrements cérébraux humains issus d’expériences psychiatriques et sur des tests complémentaires menés sur des rats, démontrant ainsi sa capacité à suivre les oscillations et à générer des déclencheurs de stimulation. Bien qu’initialement axée sur des applications psychiatriques, la capacité de cette technologie à extraire des biomarqueurs du réseau cérébral pour un synchronisme précis de la stimulation a des implications plus larges pour la neurotechnologie de nouvelle génération, notamment la stimulation cérébrale profonde (DBS) adaptative pour les troubles du mouvement et les méthodes de stimulation non invasives.
Source :
https://actu.epfl.ch/news/neural-chip-decodes-interactions-between-brain-r-2
