Appelez cela de la neuroscience en déplacement. Les scientifiques ont mis au point un sac à dos qui suit et stimule l’activité cérébrale pendant que les gens vaquent à leur vie quotidienne. Cette avancée pourrait permettre aux chercheurs d’avoir une idée du fonctionnement du cerveau en dehors d’un laboratoire et de la façon de surveiller des maladies telles que la maladie de Parkinson et le syndrome de stress post-traumatique dans le monde réel.

La technologie est «une démonstration inspirante de ce qui est possible» avec des équipements de neurosciences portables, déclare Timothy Spellman, neurobiologiste chez Weill Cornell Medicine qui n’a pas participé aux travaux. Le sac à dos et sa vaste gamme d’outils, dit-il, pourraient élargir le paysage de la recherche en neurosciences pour étudier le cerveau pendant que le corps est en mouvement.

En règle générale, lorsque les scientifiques veulent scanner le cerveau, ils ont besoin de beaucoup d’espace et de beaucoup d’argent. Les scanners fonctionnels d’imagerie par résonance magnétique (IRMf), qui détectent l’activité dans diverses régions du cerveau, ont à peu près la taille d’une camionnette et peuvent coûter plus d’un million de dollars. Et les patients doivent rester immobiles dans la machine pendant environ 1 heure pour garantir un scan clair et lisible.

Des approches comme la stimulation magnétique transcrânienne (TMS) qui zappent le cerveau – souvent pour traiter une dépression sévère – ne sont pas non plus portables; les patients doivent rester assis et debout dans un laboratoire pendant environ 30 minutes, tandis qu’une grande bobine délivre des impulsions magnétiques à travers leur cuir chevelu pour activer électriquement les neurones.

À la recherche d’un meilleur moyen, des chercheurs de l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA) ont développé ce qu’ils appellent la plate-forme mobile d’enregistrement et de stimulation cérébrale profonde.

Voici comment cela fonctionne: une baguette sort d’un sac à dos de 4 kilogrammes pour se reposer près du sommet du cuir chevelu du patient. Là, la baguette peut communiquer avec un implant neuronal qui se trouve profondément dans le cerveau. Pendant ce temps, le sac à dos est rempli de moniteurs – une configuration qui permet la collecte de données en temps réel à partir de l’implant. Dans le même temps, en fonction de l’expérience, le participant peut porter un équipement supplémentaire pour mesurer les activités cérébrales et corporelles, y compris un capuchon d’électroencéphalographie du cuir chevelu avec des électrodes qui surveillent l’activité cérébrale de surface, une paire de lunettes de réalité virtuelle qui suivent le mouvement des yeux et d’autres appareils qui suivent les fréquences cardiaques et respiratoires. Toutes ces informations peuvent alors être synchronisées avec les signaux de l’implant.

«La beauté de ceci est que vous avez de nombreux flux de données qui arrivent simultanément», explique l’auteur de l’étude Zahra Aghajan, neurophysicienne à l’UCLA.

Lors de tests en laboratoire, l’équipe a pu montrer que le sac à dos enregistre l’activité et stimule diverses régions du cerveau sans obliger les gens à rester immobiles. C’était aussi capable de collecter les mêmes données qu’une machine IRMf et stimuler le cerveau d’une manière similaire à TMS, l’équipe rapporte cette semaine dans Neurone.

Ne pas être lié à un laboratoire pourrait permettre aux scientifiques d’étudier le fonctionnement du cerveau pendant que les gens sont en mouvement et interagissent avec les autres, plutôt que de rester immobiles à l’intérieur d’une machine IRMf, disent les chercheurs.

Il y a un hic, cependant: seuls les patients qui ont des implants neuraux peuvent utiliser l’appareil. Environ 150 000 personnes dans le monde portent de tels implants, que les médecins utilisent pour traiter et surveiller un large éventail d’affections, notamment la maladie de Parkinson, l’épilepsie et le trouble obsessionnel-compulsif.

L’équipe a publié le logiciel et les plans du sac à dos que tous les scientifiques peuvent utiliser, a déclaré l’auteur de l’étude Uros Topalovic, titulaire d’un doctorat. étudiant à UCLA. L’espoir, dit-il, est que d’autres chercheurs puissent utiliser la technologie pour étudier les conditions neurologiques de toutes sortes sans les contraintes d’un laboratoire ou d’un lit d’hôpital.