Un nouvel implant cérébral qui détecte et soulage la douleur instantanément

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| PALMIHELP/Getty images

Le dispositif est encore expérimental et n’a été testé que sur des souris. Néanmoins, les premiers résultats s’avèrent très prometteurs : cet implant cérébral est capable de détecter la sensation de douleur en temps réel et de stimuler les neurones pour la soulager immédiatement. Les chercheurs qui l’ont conçu rapportent une efficacité de 80%.

La douleur chronique est habituellement traitée par voie médicamenteuse, entraînant parfois certains effets secondaires et/ou une addiction. L’interface cerveau-machine mise au point par des chercheurs de la faculté de médecine de l’Université de New York permettrait justement de s’affranchir de ces effets néfastes. Il s’agit d’un système de neurostimulation dit « en boucle fermée » ; le concept a déjà été exploré pour la détection et le traitement des crises d’épilepsie, ou bien pour contrôler les prothèses, mais c’est la première fois qu’il est utilisé pour traiter la douleur.

Le principe ? L’interface relie deux régions cérébrales : un réseau d’électrodes disposé dans le cortex cingulaire antérieur détecte les signaux de douleur ; ces signaux sont identifiés par un ordinateur qui, par l’intermédiaire d’un système optogénétique — qui permet de stimuler par la lumière un nombre restreint de cellules modifiées génétiquement — stimule immédiatement les neurones de la région prélimbique du cortex préfrontal pour soulager la douleur. Le tout crée une boucle de neurofeedback.

Une solution à la surconsommation d’opioïdes ?

Le dispositif a été testé sur des rongeurs, soumis à diverses formes de douleur (mécanique, thermique, inflammatoire et neuropathique). Les essais se sont avérés très concluants : l’appareil a détecté efficacement les sensations de douleur dans 80% des cas. De plus, il a permis d’inhiber un certain nombre de réponses comportementales typiques, ce qui prouve que la sensation de douleur était bel et bien réduite.

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Par exemple, l’une des expériences a montré que lorsque l’implant était actif, les rongeurs retiraient leurs pattes d’une source de douleur beaucoup plus lentement (près de 40% plus lentement précisément). De même, l’équipe a remarqué que les animaux souffrant de douleur soudaine ou continue passaient environ 66% plus de temps dans la zone où le dispositif contrôlé par ordinateur était actif, que dans la zone où il était éteint.

Les chercheurs soulignent que ce type de dispositif peut être particulièrement intéressant dans les cas où l’origine et les causes de la douleur sont plus difficiles à identifier, notamment dans le cas de douleurs chroniques. « Nos résultats montrent que cet implant offre une stratégie efficace pour le traitement de la douleur, même dans les cas où les symptômes sont traditionnellement difficiles à cerner ou à gérer », affirme Jing Wang, auteur principal de l’étude.

Comme évoqué plus haut, un autre avantage majeur de cette approche est d’éliminer les risques d’addiction, notamment vis-à-vis des antalgiques opioïdes (tramadol, codéine, morphine, oxycodone, etc.), de plus en plus prescrits en cas de douleurs chroniques. Selon l’Agence nationale de sécurité du médicament, le nombre de décès liés à la consommation d’opioïdes a augmenté de 146%, entre 2000 et 2015, avec au moins 4 décès par semaine. Sans compter que ces médicaments deviennent souvent moins efficaces avec le temps, car les patients deviennent insensibles au traitement.

Avec cet implant, aucun risque d’addiction ni de développement de tolérance : le système est complètement automatisé (il ne se déclenche qu’en cas de douleur) et son porteur n’a aucun contrôle sur l’activation de la stimulation, donc aucun risque de surutilisation. En outre, le dispositif est conçu pour inhiber le traitement de la douleur dans le cerveau et n’entraîne pas d’autres effets associés au système de récompense (d’où découlent les problèmes de dépendance aux médicaments).

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Traiter la douleur et les troubles neuropsychiatriques

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Pour les millions de personnes qui souffrent au quotidien, ce prototype est véritablement porteur d’espoir. Cependant, les chercheurs soulignent qu’un tel implant cérébral pour l’Homme ne sera malheureusement pas si simple à développer, et ce, pour plusieurs raisons. Pour commencer, l’implantation de l’appareil sera elle-même particulièrement délicate d’un point de vue physiologique ; des recherches sont d’ailleurs en cours pour concevoir un dispositif moins invasif.

Ensuite, contrairement à ce que l’on observe chez les modèles murins, les zones cérébrales qui gèrent et traitent la douleur chez l’humain ne sont pas clairement délimitées. D’autres recherches préalables seront donc nécessaires pour identifier précisément les régions cérébrales qui seront la cible de la stimulation neuronale. Enfin, il est fort probable que cette stimulation entraîne des effets non spécifiques qui dépassent le contrôle de la douleur. Par conséquent, l’équipe doit rendre ce prototype beaucoup plus spécifique.

En attendant, ce concept donne accès à une meilleure compréhension du fonctionnement de la douleur et de sa perception dans le cerveau. Ces essais préliminaires confirment en outre que les implants cérébraux en boucle fermée, impliquant une neuromodulation thérapeutique instantanée, pourraient permettre de traiter bon nombre de troubles. Le chercheur principal du projet, Qiaosheng Zhang, soulève même la possibilité de traiter de la même façon certains troubles neuropsychiatriques, tels que l’anxiété, la dépression et le stress post-traumatique — les benzodiazépines entraînant elles aussi un effet d’accoutumance.

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Sources : NYU Langone et Nature Biomedical Engineering, Q. Zhang et al.

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