{"id":372944,"date":"2023-12-15T09:48:56","date_gmt":"2023-12-15T08:48:56","guid":{"rendered":"https:\/\/medizinonline.com\/developpement-dune-biopuce-ressemblant-a-la-retine\/"},"modified":"2023-12-19T15:02:36","modified_gmt":"2023-12-19T14:02:36","slug":"developpement-dune-biopuce-ressemblant-a-la-retine","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/medizinonline.com\/fr\/developpement-dune-biopuce-ressemblant-a-la-retine\/","title":{"rendered":"D\u00e9veloppement d’une biopuce ressemblant \u00e0 la r\u00e9tine"},"content":{"rendered":"\n

Une \u00e9quipe internationale dirig\u00e9e par Francesca Santoro, chercheuse \u00e0 J\u00fclich, a mis au point une biopuce intelligente qui imite la r\u00e9tine de l’\u0153il. Avec ce type de bio\u00e9lectronique et d’autres, l’\u00e9quipe esp\u00e8re pouvoir corriger les dysfonctionnements du corps et du cerveau. La puce est le fruit d’une collaboration entre des scientifiques du centre de recherche de J\u00fclich, de la RWTH d’Aix-la-Chapelle, de l’Istituto italiano di tecnologia et de l’universit\u00e9 de Naples.<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

La fusion de l’homme et de la machine est la quintessence d’un r\u00e9cit de science-fiction. Dans la r\u00e9alit\u00e9, les premiers pas vers de tels cyborgs ont \u00e9t\u00e9 faits depuis longtemps : des personnes portent des stimulateurs cardiaques pour lutter contre les troubles du rythme ou des implants cochl\u00e9aires pour am\u00e9liorer leur audition. Et les implants r\u00e9tiniens aident les presque aveugles \u00e0 voir au moins un peu. Une nouvelle puce pourrait contribuer \u00e0 ce que les implants r\u00e9tiniens se fondent encore mieux dans le corps humain \u00e0 l’avenir. Il est bas\u00e9 sur des polym\u00e8res conducteurs et des mol\u00e9cules photosensibles qui permettent d’imiter la r\u00e9tine et les voies visuelles. Francesca Santoro \u00e0 l’Institut de bio\u00e9lectronique de J\u00fclich (IBI-3) en collaboration avec la RWTH Aachen, l’Istituto italiano di Tecnologia de G\u00eanes et l’Universit\u00e9 de Naples.<\/p>\n\n

“Notre semi-conducteur organique d\u00e9tecte la quantit\u00e9 de lumi\u00e8re qu’il re\u00e7oit. La m\u00eame chose se produit dans notre \u0153il. La quantit\u00e9 de lumi\u00e8re qui atteint les diff\u00e9rents photor\u00e9cepteurs cr\u00e9e finalement l’image dans le cerveau”, explique Santoro, qui est \u00e9galement professeur d’interfaces neuro\u00e9lectroniques \u00e0 l’universit\u00e9 RWTH d’Aix-la-Chapelle et chercheur invit\u00e9 \u00e0 l’Istituto italiano di Tecnologia.<\/p>\n\n

Puce polyvalente<\/strong><\/p>\n\n

La particularit\u00e9 de ce nouveau semi-conducteur est qu’il est enti\u00e8rement constitu\u00e9 de composants organiques non toxiques, qu’il est mall\u00e9able et qu’il fonctionne avec des ions, c’est-\u00e0-dire des atomes ou des mol\u00e9cules charg\u00e9s. Il s’int\u00e8gre ainsi beaucoup mieux dans les syst\u00e8mes biologiques que les composants semi-conducteurs rigides traditionnels en silicium, qui ne fonctionnent qu’avec des \u00e9lectrons. “Les cellules de notre corps utilisent notamment les ions pour contr\u00f4ler certains processus et \u00e9changer des informations”, explique la chercheuse. Le d\u00e9veloppement n’est toutefois qu’une “preuve de concept”, souligne-t-elle. Nous avons pu montrer qu’il permettait de reproduire les propri\u00e9t\u00e9s typiques de la r\u00e9tine”, explique-t-elle.<\/p>\n\n

Et les chercheurs pensent d\u00e9j\u00e0 \u00e0 une autre utilisation possible : la puce pourrait \u00e9galement faire office de synapse artificielle, car l’exposition \u00e0 la lumi\u00e8re modifie la conductivit\u00e9 du polym\u00e8re utilis\u00e9 \u00e0 court et \u00e0 long terme. Les synapses r\u00e9elles fonctionnent de la m\u00eame mani\u00e8re : En transmettant des signaux \u00e9lectriques, elles modifient par exemple leur taille et leur efficacit\u00e9, sur lesquelles reposent les capacit\u00e9s d’apprentissage et de m\u00e9morisation de notre cerveau. “Dans les exp\u00e9riences futures, nous voulons coupler les composants \u00e0 des cellules biologiques et connecter de nombreux individus ensemble”, anticipe M. Santoro.<\/p>\n\n

Comprendre les neurones<\/strong><\/p>\n\n

Outre la r\u00e9tine artificielle, l’\u00e9quipe de Santoro d\u00e9veloppe d’autres approches de puces bio-\u00e9lectroniques capables d’interagir de mani\u00e8re similaire avec le corps humain, en particulier avec les cellules du syst\u00e8me nerveux. “Nous essayons d’une part de reproduire la structure tridimensionnelle des cellules nerveuses et d’autre part \u00e9galement leurs fonctions, par exemple le traitement et le stockage des informations”.<\/p>\n\n

Les biopolym\u00e8res qu’ils ont utilis\u00e9s pour la r\u00e9tine artificielle se sont r\u00e9v\u00e9l\u00e9s \u00eatre un mat\u00e9riau de d\u00e9part appropri\u00e9. “Cela nous permet de reproduire la structure ramifi\u00e9e des cellules nerveuses humaines avec leurs nombreuses dendrites. Vous pouvez vous imaginer un peu comme un arbre”, explique la scientifique. C’est important parce que les cellules r\u00e9elles pr\u00e9f\u00e8rent ces structures tridimensionnelles ramifi\u00e9es aux surfaces lisses et \u00e9tablissent ainsi des contacts \u00e9troits avec les cellules artificielles.<\/p>\n\n

Les diff\u00e9rentes biopuces peuvent \u00eatre utilis\u00e9es d’une part pour \u00e9tudier de vrais neurones – par exemple l’\u00e9change d’informations cellulaires. D’autre part, Santoro et son \u00e9quipe esp\u00e8rent pouvoir un jour utiliser leurs composants pour interf\u00e9rer activement avec les voies de communication des cellules afin de d\u00e9clencher certains effets. Santoro pense ici par exemple \u00e0 corriger les erreurs de traitement et de transmission de l’information qui se produisent dans les maladies neurod\u00e9g\u00e9n\u00e9ratives comme la maladie de Parkinson ou la maladie d’Alzheimer. Ou au soutien d’organes qui ne fonctionnent plus correctement. En outre, ces composants pourraient \u00e9galement servir d’interface entre des membres ou des articulations artificiels.<\/p>\n\n

L’informatique pourrait \u00e9galement en b\u00e9n\u00e9ficier. Gr\u00e2ce \u00e0 leurs caract\u00e9ristiques, ces puces sont pr\u00e9destin\u00e9es \u00e0 servir de mat\u00e9riel pour les r\u00e9seaux neuronaux artificiels. Jusqu’\u00e0 pr\u00e9sent, les programmes d’IA fonctionnent encore avec des processeurs classiques qui ne peuvent pas adapter leur structure. Ils ne font qu’imiter le fonctionnement auto-apprenant des r\u00e9seaux neuronaux changeants \u00e0 l’aide d’un logiciel sophistiqu\u00e9. C’est tr\u00e8s inefficace. Les neurones artificiels pourraient combler cette lacune actuelle : “Ils permettraient de mettre en place une technique informatique qui imite le fonctionnement du cerveau \u00e0 tous les niveaux”, explique M. Santoro.<\/p>\n\n

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Publication originale :<\/p>\n\n

Federica Corrado et al, Azobenzene-based opto-electronic transistors for neurohybrid building blocks, Nat. Commun. (2023) DOI: 10.1038\/s41467-023-41083-2 https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41467-023-41083-2<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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