Des nanodisques magnétiques ouvrent la voie à la stimulation cérébrale non invasive et sûre.

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Par Francois Dupont
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Illustration de nanodisques interagissant avec un cerveau lumineux.

ParisDes chercheurs du MIT ont mis au point de minuscules disques magnétiques capables de stimuler le cerveau sans nécessiter de chirurgie. Mesurant seulement 250 nanomètres, ces disques pourraient remplacer les méthodes traditionnelles de stimulation cérébrale profonde (DBS). Contrairement à la DBS qui requiert l'implantation chirurgicale d'électrodes dans le cerveau, ces nouveaux disques peuvent être injectés directement dans des zones cérébrales spécifiques. Une fois en place, ils peuvent être activés à distance en utilisant un champ magnétique, rendant ainsi le procédé moins invasif et potentiellement plus sûr.

Caractéristiques principales de ces nanodisques :

  • Taille : Environ 1/500 de la largeur d'un cheveu humain.
  • Composition : Noyau magnétique magnétostrictif avec une enveloppe piézoélectrique.
  • Mécanisme d'action : Transforme les signaux magnétiques en impulsions électriques.
  • Activation : Contrôlée par un champ magnétique externe.
  • Stimulation ciblée : Efficace dans les zones superficielles et profondes du cerveau.

Une équipe dirigée par la professeure Polina Anikeeva a conçu des nanodisques pour améliorer les techniques actuelles de stimulation magnétique, qui ne conviennent pas aux humains en raison de la nécessité de modifications génétiques. Grâce à leurs propriétés magnétostrictives, ces nanodisques représentent un progrès important par rapport aux nanoparticules sphériques plus anciennes, rendant la stimulation électrique plus puissante et précise.

Ces disques, de forme plate, sont plus efficaces pour être magnétiques. Cette forme améliore leur capacité à transformer le magnétisme en signaux électriques. Malgré des progrès importants, les chercheurs continuent de travailler pour rendre le rendement électrique encore plus performant.

Disques nanoscopiques : potentiels traitements pour le cerveau

Ces nanodisques présentent de nombreuses applications potentielles. Ils pourraient faciliter l'étude du cerveau et être un jour utilisés pour traiter des maladies telles que la maladie de Parkinson et le trouble obsessionnel-compulsif. Toutefois, avant d'envisager leur utilisation chez l'homme, des tests de sécurité à grande échelle sont nécessaires.

La prochaine mission de l'équipe est d'améliorer leur capacité à transformer les effets magnétostrictifs en effets magnétosélectriques. Cette recherche pourrait révolutionner notre approche des traitements pour les conditions neurologiques, en visant des méthodes moins invasives et plus adaptables. Le projet implique une collaboration entre plusieurs départements et institutions, illustrant la portée étendue de cette recherche cruciale.

L'étude est publiée ici:

http://dx.doi.org/10.1038/s41565-024-01798-9

et sa citation officielle - y compris les auteurs et la revue - est

Ye Ji Kim, Noah Kent, Emmanuel Vargas Paniagua, Nicolette Driscoll, Anthony Tabet, Florian Koehler, Elian Malkin, Ethan Frey, Marie Manthey, Atharva Sahasrabudhe, Taylor M. Cannon, Keisuke Nagao, David Mankus, Margaret Bisher, Giovanni de Nola, Abigail Lytton-Jean, Lorenzo Signorelli, Danijela Gregurec, Polina Anikeeva. Magnetoelectric nanodiscs enable wireless transgene-free neuromodulation. Nature Nanotechnology, 2024; DOI: 10.1038/s41565-024-01798-9
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