Les progrès des yeux bioniques au cours des dernières décennies ont donné aux aveugles et aux malvoyants un nouvel espoir visant à rétablir une partie de leur vision. Aujourd’hui, des ingénieurs ont testé un nouveau système nanométrique qui pourrait être implanté sur la rétine d’un patient pour répondre à la lumière en stimulant directement les neurones qui envoient des signaux visuels au cerveau. Contrairement à d’autres systèmes, le nouveau dispositif ne nécessiterait aucun capteur externe, et peut fournir une résolution beaucoup plus élevée.
Deux des yeux bioniques les plus prometteurs en développement sont l’Argus II, construit par Second Sight, et un système similaire créé par des chercheurs de Bionic Vision Australia. Ces deux prothèses impliquent d’implanter d’abord des électrodes dans l’œil, puis de les relier à des capteurs externes qui peuvent être portés comme des lunettes. Les signaux lumineux de ces capteurs de type caméra sont traduits en impulsions électriques et envoyés aux implants pour stimuler les neurones sur la rétine, qui à son tour envoient l’information visuelle au cerveau par le biais du nerf optique.
Les deux yeux bioniques ont été testés chez des patients avec un minimum de succès: loin de restaurer la vision comme une personne voyante, les dispositifs produisent des schémas de lumière que le patient doit apprendre à interpréter. Mais la nouvelle prothèse, des ingénieurs de l’Université de Californie à San Diego, utilise des faisceaux de nanofils qui devraient fournir une vision plus claire, et le faire sans le besoin d’une caméra.
«Nous voulons créer une nouvelle classe de dispositifs avec des capacités considérablement améliorées pour aider les personnes ayant une déficience visuelle», explique Gabriel Silva, auteur principal de l’étude.
Les nanofils sont conçus pour imiter les cellules photoréceptrices naturelles dans la rétine. Lorsqu’ils sentent la lumière entrante, ils réagissent en générant un courant électrique qui stimule les cellules rétiniennes, et ces signaux sont envoyés au cerveau. Puisque ces nanofils peuvent être agencés dans une matrice avec une densité proche des cellules rétiniennes naturelles, le nouveau dispositif a le potentiel de fournir des « images » d’une résolution beaucoup plus élevée que d’autres yeux bioniques.
«Pour restaurer la vision fonctionnelle, il est essentiel que l’interface neurale corresponde à la résolution et la sensibilité de la rétine humaine», explique Gert Cauwenberghs, auteur principal de l’étude.
La puissance du système est fournie sans fil par induction, avec une bobine électromagnétique à l’extérieur du corps, relayant l’énergie vers l’implant. Cette énergie est responsable de la sensibilité et du timing de la stimulation rétinienne, et selon les chercheurs, est hautement efficace en énergie, grâce à la réduction de l’énergie perdue dans la transmission. Le même signal RF de 13,56 MHz peut également transmettre des données, à un débit d’un bit tous les deux cycles.
Pour tester leur système, les chercheurs ont implanté les nanofils dans une rétine de rat en culture, qui avait été conçue avec un trouble de dégénérescence. La rétine était accrochée à un réseau de microélectrodes qui enregistraient les signaux électriques qui, normalement, seraient envoyés au cerveau, pour permettre à l’équipe d’étudier l’activité neuronale générée par les nanofils. Lorsque le dispositif a été mis sous tension et exposé à la lumière, les neurones ont déclenché en réponse, mais quand la lumière ou l’électricité a été coupée, ils sont restés silencieux, indiquant que le système fonctionne comme l’équipe l’espère.
La prochaine étape pour l’équipe est d’effectuer des tests sur les animaux vivants, avant de passer finalement aux essais cliniques. Nanovision Biosciences, une société spin-off lancée par les chercheurs, va gérer ce travail futur, avec un œil vers aider les patients atteints de dégénérescence rétinienne à restaurer une partie de leur vision.
« Nous avons fait des progrès rapides avec le développement de la première prothèse de rétine nanométrique du monde à la suite du partenariat unique que nous avons développé avec l’équipe de l’UC San Diego », déclare Scott Thorogood, PDG de Nanovision Biosciences.
http://jacobsschool.ucsd.edu/news/news_releases/release.sfe?id=2150
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1741-2560/13/5/056008/meta
