VISION : Un nano-implant wifi pour restaurer la vue – The Journal of Neural Engineering

Cette prothèse rétinienne à haute résolution composée de nanofils et d'électronique sans fil, représente un pas incontestable pour restaurer la capacité des neurones à répondre à la lumière. C'est une innovation d'une équipe de l'Université de Californie - San Diego, présentée dans le Journal of Neural Engineering et testée ici in vitro sur une rétine de rat.

L'équipe d'ingénieurs de l'Université de Californie San Diego et de la Jolla a développé ce nouveau type de prothèse de la rétine, une technologie qui pourrait aider des dizaines de millions de personnes dans le monde souffrant de maladies neurodégénératives avec des effets sur la vue, de dégénérescence maculaire, de rétinite pigmentaire et de troubles de la vision liés au diabète. Si les 20 dernières années ont vu des avancées considérables dans le développement des prothèses de rétine, la performance des dispositifs actuellement disponibles pour retrouver la vision reste limitée avec des résultats en deçà des seuils de cécité de 20/200.

La nouvelle prothèse repose sur 2 innovations technologiques :

-des réseaux de nanofils de silicium qui détectent simultanément la lumière et stimulent électriquement la rétine en fonction. Ces nanofils apportent à la prothèse une capacité de résolution plus élevée que celles obtenue avec toutes les autres prothèses ;

-un dispositif sans fil qui peut transmettre la puissance et les données aux nanofils par wifi à une vitesse record et un maximum d'efficacité énergétique.

Un des principaux atouts entre ce prototype vs les prothèses rétiniennes existantes est de pas avoir besoin de capteur de vision externe (à l'œil) pour capter une scène visuelle et la transformer en signaux alternatifs pour stimuler les neurones de la rétine : en effet, les nanofils de silicium imitent les cônes et les tiges de la rétine, sensibles à la lumière, pour stimuler directement les cellules rétiniennes. Les nanofils sont regroupés dans une grille d'électrodes, activée directement par la lumière et alimentée par un seul signal électrique sans fil. Cette traduction directe et locale de la lumière incidente en stimulation électrique permet une architecture beaucoup plus simple et évolutive pour la prothèse.

L'énergie est fournie sans fil, de l'extérieur du corps à l'implant, grâce à un système de télémétrie inductive. Le dispositif est hyper économe en énergie car il minimise les pertes d'énergie grâce à la transmission sans fil, recycle l'énergie électrostatique circulant. Jusqu'à 90% de l'énergie transmise est effectivement livrée et utilisée pour la stimulation, ce qui signifie moins de rayonnements dans la transmission.

Ici, lorsque les chercheurs insèrent Une première preuve de concept : in vitro la prothèse sous une rétine de rat transgénique modèle de dégénération rétinienne, ils constatent que les neurones s'activent préférentiellement lorsque la prothèse est exposée à une combinaison de lumière et de charge électrique : cela confirme la réactivité activée par la lumière et contrôlée par tension du réseau de nanofils. Il reste encore un long chemin vers l'adaptation in vivo et clinique de la prothèse, et le rétablissement de la vision fonctionnelle chez les patients à dégénérescence rétinienne sévère. Cependant, c'est déjà une grande étape qui vient d'être franchie et les tests chez l'animal sont déjà en cours.

Journal of Neural Engineering (In Press) via Eurekalert (AAAS) 14-Mar-2017 (Visuel 1 " Neurones corticaux primaires cultivés à la surface d'un réseau de nanofils optoélectroniques. Ici un neurone tire les nanofils " , visuel 2 " Neurones corticaux primaires cultivés à la surface du réseau de nanofils optoélectroniques avec prolifération de neurites et formation de réseaux " @UC San Diego) New nano-implant could one day help restore sight