La stimulation du cerveau par ultrasons connaît un certain succès car, comme toutes les neurostimulations réalisées sans intervention chirurgicale, elle est non invasive et la même modulation peut être réglée pour obtenir des effets différents, selon le niveau de l’impulsion ou la zone à traiter.
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Neuromodulation par ultrasons
Une nouvelle étude publiée dans Nature Communications, réalisée par des chercheurs de l’université Carnegie Mellon et financée par le National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB), confirme une fois de plus l’utilité de la neuromodulation par ultrasons, qui utilise de faibles niveaux d’énergie ultrasonore, pour inhiber la douleur en se concentrant sur les neurones.
Ultrasons focalisés transcrâniens (tFUS)
Cette technique, les ultrasons focalisés transcrâniens fermés (tFUS), a été testée sur des rongeurs et s’est avérée être une excellente alternative de neuromodulation, surtout non invasive.
« Les ultrasons focalisés transcrâniens sont une approche prometteuse qui pourrait être utilisée pour traiter des formes de douleur chronique, entre autres applications », explique Moria Bittmann, directeur du programme « Systèmes biorobotiques ». « Dans des conditions où les symptômes incluent une douleur débilitante, des impulsions ultrasonores générées de manière externe à des fréquences et des intensités contrôlées pourraient inhiber les signaux de douleur. »
Transducteur à ultrasons utilisé avec un réseau multi-électrodes
Les chercheurs, dirigés par Bin He, professeur d’ingénierie biomédicale à l’université Carnegie, ont utilisé un transducteur à ultrasons assisté d’un autre dispositif qui enregistre des données sur les signaux des neurones, un dispositif appelé réseau multi-électrodes.
Les chercheurs ont envoyé de courtes impulsions d’ondes acoustiques dans le cerveau de souris anesthésiées afin de cibler des groupes particuliers de neurones dans le cortex cérébral.
À l’aide du réseau multi-électrodes, les chercheurs ont ensuite enregistré simultanément la variation des signaux électrophysiologiques des neurones excitateurs et inhibiteurs.
Il est possible d’activer certaines sous-populations de neurones
Dans cette expérience, les chercheurs ont démontré que des signaux ultrasoniques peuvent être transmis à travers la boîte crânienne du cerveau pour activer sélectivement certaines sous-populations de neurones.
Ultrasons focalisés utiles pour la douleur, la dépression ou la dépendance
Si nous pouvons localiser et cibler des zones du cerveau à l’aide de l’énergie acoustique et ultrasonique, je pense que nous pouvons potentiellement traiter une myriade de maladies et d’affections neurologiques et psychiatriques », explique-t-il.
