Une «prothèse cérébrale» innovante pourrait aider à la perte de mémoire

Pour les plus de 5 millions d'Américains qui vivent avec la maladie d'Alzheimer, la perte de mémoire est un aspect incurable de la maladie. Hope se présente toutefois sous la forme d’une nouvelle prothèse cérébrale actuellement testée chez des patients humains.
La zone de l'hippocampe du cerveau est connue sous le nom de centre de mémoire, et c'est là que les chercheurs se sont concentrés sur leur nouvel implant cérébral.

Les résultats du travail avec l'implant cérébral - développé par des chercheurs de l'Université de Californie du Sud (USC) et du Wake Forest Baptist Medical Center en Caroline du Nord - ont récemment été présentés lors de la 37ème conférence internationale de l'IEEE Engineering in Medicine and Biology. Société en Italie en août.

L'implant comprend des électrodes placées dans des régions de l'hippocampe, le centre de la mémoire du cerveau.

Conçu par l'USC et testé à Wake Forest, il s'appuie sur des recherches antérieures de Ted Berger et utilise un nouvel algorithme conçu par Dong Song, tous deux de l'USC.

Les chercheurs expliquent que lorsque le cerveau reçoit des informations sensorielles, il forge une mémoire en envoyant des signaux électriques complexes qui traversent les zones de l'hippocampe. Ici, les signaux sont ré-encodés jusqu'à ce qu'ils atteignent une région finale, où un signal complètement différent est envoyé pour un stockage à long terme.

Cependant, si une région est endommagée, elle empêche la traduction, ce qui entraîne une occasion manquée de formation de mémoire à long terme. C'est pourquoi une personne atteinte de la maladie d'Alzheimer, par exemple, peut se souvenir d'événements passés - avant que des lésions cérébrales ne surviennent - mais ne parvienne pas à créer de nouveaux souvenirs à long terme.

L'algorithme prédit des signaux avec une précision de 90%

Song et Berger se sont appuyés sur des données neuronales impliquant des modèles et des algorithmes de Sam Deadwyler et Robert Hampson, du Département de physiologie et de pharmacologie de Wake Forest Baptist. En conséquence, les chercheurs de l'USC ont pu imiter avec précision la manière dont une mémoire est traduite à court terme en mémoire à long terme.

Ils ont d'abord fait cela en utilisant des données provenant d'animaux, mais ils ont ensuite pu imiter la formation de mémoire avec des données humaines.

Faits saillants sur la maladie d'Alzheimer aux États-Unis

• Alzheimer est la sixième cause de décès
• C'est la seule cause de décès dans le top 10 qui ne peut être empêchée, guérie ou ralentie
• Parmi les personnes âgées, 1 personne sur 3 meurt d’Alzheimer ou d’une autre démence.

En savoir plus sur la maladie d'Alzheimer

En utilisant des patients qui avaient déjà des électrodes dans la région de l'hippocampe pour traiter les crises chroniques, Deadwyler et Hampson ont d'abord «lu» les signaux électriques résultant de la formation de la mémoire, puis envoyé les données à Song et Berger.

Les deux chercheurs de l'USC ont ensuite mis les signaux dans leur modèle pour lire comment les signaux de la première région de l'hippocampe ont été traduits par la deuxième région.

Les résultats ont montré qu'après des centaines d'essais menés avec neuf patients, l'algorithme était capable de prédire comment les signaux seraient traduits avec une précision d'environ 90%.

En effet, bien qu'il n'y ait actuellement aucun moyen de "lire" une mémoire simplement en regardant son signal électrique, la prothèse des chercheurs contourne la section hippocampique endommagée pour donner à la région suivante le signal correctement traduit.

«C’est comme pouvoir traduire de l’espagnol vers le français sans pouvoir comprendre les deux langues», explique Berger.

«Traitement efficace potentiel pour certains symptômes de démence»

La perspective de fournir une solution pour les patients souffrant de pertes de mémoire est une percée passionnante dans la recherche neuronale - une recherche qui a attiré l'attention du Dr Clare Walton, responsable de la recherche à la Société Alzheimer au Royaume-Uni.

«Bien que cela ressemble à des histoires de science-fiction», dit-elle, «les chercheurs s’attaquent à un problème majeur pour les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer et d’autres formes de démence - la capacité de créer de nouveaux souvenirs.

Dr. Walton ajoute:

"Si ce dispositif est développé et testé avec succès chez l'homme, il pourrait s'avérer un traitement efficace pour certains des symptômes de démence, mais il ne guérira ni ne ralentira la progression de la maladie."

Les prochaines étapes pour les chercheurs impliquent d'essayer de renvoyer le signal traduit dans le cerveau des patients pour essayer de contourner les dommages, permettant ainsi la formation de souvenirs à long terme.

En septembre, Nouvelles médicales aujourd'hui rapporté sur une étude qui a suggéré qu'une nouvelle technique d'imagerie cérébrale peut montrer des dommages causés par une pression artérielle élevée avant que tous les symptômes de dommages soient visibles.