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Un échographe portable ? Une nouvelle technologie cible les points chauds du cerveau

Des chercheurs de l’Université de Washington à Saint-Louis ont innové avec une technologie non invasive qui fusionne un dispositif acoustique holographique avec le génie génétique. Cela leur permet de cibler avec précision des neurones spécifiques du cerveau.

Cette avancée est prometteuse pour la modulation précise de types de cellules ciblés dans diverses régions cérébrales malades.

Les maladies du cerveau humain, telles que la maladie de Parkinson, affectent plusieurs régions, ce qui nécessite une technologie capable de traiter simultanément avec précision et flexibilité toutes les zones touchées.

« En permettant une neuromodulation précise et flexible spécifique à un type de cellule sans procédures invasives, AhSonogenetics fournit un outil puissant pour étudier les circuits neuronaux intacts et propose des interventions prometteuses pour les troubles neurologiques », Hong Chen, professeur agrégé de génie biomédical à la McKelvey School of Engineering. et de neurochirurgie à l’École de médecine, a déclaré.

Un appareil à ultrasons portable non invasif

Chen et son équipe ont développé une technique appelée AhSonogenetics, ou sonogénétique holographique à faisceau aérien. Cette méthode utilise un appareil à ultrasons portable non invasif pour modifier les neurones génétiquement sélectionnés dans le cerveau de souris.

AhSonogenetics intègre plusieurs avancées récentes du groupe Chen en une seule technologie. En 2021, Chen et son équipe ont introduit Sonogenetics, une méthode utilisant des ultrasons focalisés pour délivrer une construction virale contenant des canaux ioniques sensibles aux ultrasons à des neurones génétiquement sélectionnés dans le cerveau.

Cette technique utilise des ultrasons focalisés de faible intensité pour produire une brève explosion de chaleur, ouvrant les canaux ioniques et activant les neurones. L’équipe de Chen a été la première à démontrer que la sonogénétique pouvait influencer le comportement des souris en mouvement libre.

En 2022, Chen et les membres de son laboratoire ont conçu et imprimé en 3D un dispositif flexible et polyvalent appelé métasurface acoustique binaire activée par faisceau Airy, qui leur a permis de manipuler des faisceaux d’ultrasons.

De plus, elle travaille sur Sonogenetics 2.0, une technique qui combine les avantages des ultrasons et du génie génétique pour moduler de manière non invasive et précise des neurones spécifiques dans le cerveau des humains et des animaux.

Sonogénétique : la technologie derrière l’appareil

La sonogénétique fournit aux chercheurs une méthode précise pour contrôler l’activité cérébrale, tandis que la technologie des faisceaux aériens permet de courber ou de diriger les ondes sonores pour créer des modèles de faisceaux arbitraires dans le cerveau avec une résolution spatiale élevée.

Selon Yaoheng Yang, associé de recherche postdoctoral qui a obtenu son doctorat en génie biomédical à McKelvey Engineering en 2022, cette technologie offre trois avantages distincts aux chercheurs.

« Airy Beam est la technologie qui peut nous donner un ciblage précis d’une région plus petite que la technologie conventionnelle, la flexibilité nécessaire pour nous diriger vers les régions cérébrales ciblées et pour cibler plusieurs régions cérébrales simultanément », a déclaré Yang. dit.

Chen et son équipe, dont les premiers auteurs Zhongtao Hu, ancien associé de recherche postdoctoral, et Yaoheng (Mack) Yang, ont conçu individuellement chaque métasurface Airy-beam pour servir de base à des appareils à ultrasons portables adaptés à diverses applications et emplacements précis du cerveau.

L’équipe a testé la technique sur un modèle murin atteint de la maladie de Parkinson. Grâce à AhSonogenetics, ils ont réussi à stimuler simultanément deux régions du cerveau chez une seule souris, éliminant ainsi le besoin de plusieurs implants ou interventions. Cette stimulation a atténué les déficits moteurs liés à la maladie de Parkinson chez le modèle murin, tels que les mouvements lents, les difficultés à marcher et les comportements figés.

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À PROPOS DE L’ÉDITEUR

Srishti Gupta Srishti a étudié la littérature anglaise à l’Université de Delhi et a depuis réalisé que ce n’était pas sa tasse de thé. Elle a été éditrice dans tous les espaces et types de contenus imaginables, des livres pour enfants aux articles de revues. Elle aime la culture populaire, la lecture de fiction et de non-fiction contemporaines, l’artisanat et passer du temps avec ses chats. Avec un vif intérêt pour la science, Srishti est particulièrement attiré par les domaines liés à la médecine, à la durabilité, aux études génétiques et à tout ce qui touche à la biologie.


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