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Le premier implant cérébral fabriqué à partir de graphène, salué comme un « matériau miracle » après sa découverte à l’université de Manchester il y a 20 ans, devrait commencer un essai clinique dans la ville à la fin de ce mois.
Les chercheurs de l’Institut national du graphène de Manchester espèrent que cet essai historique conduira à des interfaces entre le cerveau humain et des ordinateurs externes qui sont plus sensibles que les appareils actuels.
Les applications potentielles comprennent de meilleurs traitements pour les maladies neurologiques telles que la maladie de Parkinson et les accidents vasculaires cérébraux, ainsi que la traduction des pensées des personnes handicapées en paroles ou en mouvements.
Une équipe médicale de l’hôpital Salford Royal se prépare à placer une interface flexible avec 64 électrodes en graphène sur le cerveau du premier patient de l’essai, lors d’une neurochirurgie visant à retirer une tumeur de glioblastome. L’implant stimulera et analysera l’activité neuronale avec une grande précision, de sorte que les parties fonctionnelles du cerveau puissent être préservées lors de l’ablation du cancer.
« L’objectif principal de ce premier essai sur l’homme est de démontrer la sécurité des électrodes en graphène appliquées au cerveau chez huit à dix patients », a déclaré le professeur de Manchester Kostas Kostarelos, chercheur scientifique en chef de l’essai. « Nous évaluerons également la qualité des signaux enregistrés et la capacité de l’implant à stimuler le cerveau. »
Les implants ont été produits par InBrain, une société de neurotechnologie de Barcelone issue du programme phare de l’UE Graphene, doté d’un milliard d’euros, en collaboration avec l’Institut catalan de nanotechnologie et l’université de Manchester.
La prochaine étape, a déclaré la directrice générale d’InBrain, Carolina Aguilar, sera de réaliser des essais cliniques avec l’implant thérapeutique de la société pour la maladie de Parkinson, qui aura deux composants liés.
L’un d’eux est placé sur la couche superficielle du cerveau, « comme un morceau de cellophane », et lit et interprète son activité électrique, a-t-elle expliqué. L’autre est inséré dans le cerveau pour donner une stimulation beaucoup plus précise aux régions qui contrôlent le mouvement et d’autres fonctions altérées par la maladie de Parkinson que n’importe quel appareil de « stimulation cérébrale profonde » disponible aujourd’hui.
« Grâce à l’intelligence artificielle, l’appareil peut apprendre du cerveau de chaque patient pour délivrer une thérapie neurologique personnalisée », a déclaré Aguilar.
Les feuilles de graphène sont constituées d’une seule couche d’atomes de carbone dans un réseau hexagonal, une structure moléculaire qui confère au matériau des propriétés électriques et mécaniques extraordinaires. Ses découvreurs, Andre Geim et Kostya Novoselov, ont remporté le prix Nobel de physique en 2010, tandis que les chercheurs étudiaient une multitude d’applications dans des secteurs allant de l’énergie et de l’aérospatiale à l’électronique et aux appareils médicaux.
Bien que le marché du graphène n’ait pas connu une croissance aussi rapide que les premiers optimistes l’attendaient, les analystes estimant les ventes mondiales pour 2023 dans la région de 300 à 400 millions de dollars, il croît à un taux annuel supérieur à 30 %.
« Je pense toujours que le graphène est un « matériau miracle » car il permet de nombreuses choses merveilleuses », a déclaré Jose Garrido, directeur scientifique d’InBrain. « Il a conduit à un nombre considérable d’autres découvertes scientifiques, mais les traduire en applications concurrentes des technologies établies est extrêmement long et coûteux. »
En ce qui concerne les applications médicales, « je mets quiconque au défi de me montrer un nouveau matériau passé de la découverte à la clinique en moins de 20 ans », a ajouté Kostarelos.
Il s’est dit confiant que les avantages du graphène par rapport aux électrodes métalliques utilisées dans d’autres interfaces cerveau-ordinateur seraient démontrés en clinique : « Aucune autre technologie n’offre une telle combinaison d’interfaces miniaturisées à haute résolution avec une telle sélectivité dans le décodage du signal. »