Finalement, Xenofon Strakosas, un professeur adjoint travaillant dans le laboratoire de Berggren, a compris le problème : chez les plantes, le peroxyde d’hydrogène aide le matériau injecté à se lier, mais il n’y a pas assez de peroxyde chez les animaux pour que la réaction fonctionne. Strakosas a donc ajouté quelques éléments supplémentaires au mélange : une enzyme qui utilise du glucose ou du lactate, qui sont courants dans les tissus animaux, pour produire du peroxyde, et une autre enzyme qui décompose le peroxyde. Soudain, les électrodes se sont parfaitement formées.
Pour des experts comme Maria Asplund, professeur de microtechnologie bioélectronique à l’Université de technologie de Chalmers en Suède, l’idée de forger des électrodes à l’intérieur du corps est totalement nouvelle. « Les chimistes peuvent faire bouger les choses que je n’aurais jamais imaginées », dit-elle. Mais Asplund, qui a passé plus d’une décennie à travailler pour créer des électrodes plus respectueuses du cerveau, ne prévoit pas d’abandonner pour l’instant ses méthodes éprouvées pour créer des électrodes. D’une part, ce nouvel outil n’a pas été testé sur des mammifères et personne ne sait combien de temps il durera à l’intérieur du corps. Plus important encore, bien que les électrodes puissent être capables de conduire avec succès des signaux électriques, Berggren et ses collègues n’ont pas de solution pour faire sortir ces signaux du cerveau afin que les scientifiques puissent réellement les voir, ou pour envoyer du courant afin que les électrodes puissent être utilisé pour la stimulation cérébrale.
Ils ont un certain nombre d’options. L’une serait de coller un fil isolé directement dans l’électrode pour transporter ses signaux du plus profond du cerveau à la surface du crâne, où les scientifiques pourraient les mesurer. Ce fil, cependant, pourrait endommager les tissus cérébraux, ce que l’équipe essaie d’éviter. Au lieu de cela, ils peuvent essayer de concevoir d’autres composants qui, comme l’électrode, pourraient s’auto-assembler dans le cerveau, de sorte qu’un signal puisse être lu sans fil depuis l’extérieur.
Si Berggren et ses collègues trouvent comment communiquer avec leurs électrodes, ils auront encore du mal à rivaliser avec des appareils de pointe comme les Neuropixels, qui peuvent enregistrer à partir de centaines de neurones à la fois. Atteindre ce degré de précision avec une électrode souple pourrait s’avérer difficile, explique Jacob Robinson, professeur agrégé de génie électrique et informatique à l’Université Rice au Texas. « Il y a généralement un compromis entre performance et invasivité », dit-il. “Le défi de l’ingénierie est de repousser cette limite.”
Au moins pour commencer, la stimulation cérébrale pourrait être une meilleure application pour les électrodes souples, car elle ne nécessite pas d’être aussi précise. Et même des enregistrements imprécis pourraient profiter aux personnes complètement paralysées, explique Aaron Batista, professeur de bio-ingénierie à l’Université de Pittsburgh, qui étudie les interfaces cerveau-ordinateur chez les singes. Les électrodes souples pourraient ne pas être capables de produire une parole fluide en mesurant directement les signaux cérébraux de quelqu’un, mais pour les patients qui ne peuvent pas bouger du tout, le simple fait de pouvoir transmettre « oui » ou « non » ferait une énorme différence.
Cependant, les électrodes polymères ne sont pas seulement une version plus sûre et plus désordonnée des électrodes traditionnelles. Parce qu’ils ne se forment qu’en présence de substances spécifiques, ils pourraient être utilisés pour cibler des parties du cerveau avec des profils chimiques particuliers. Berggren et Strakosas prévoient d’affiner leur recette afin que le gel ne se solidifie que dans les zones du cerveau où il y a beaucoup de lactate disponible, c’est-à-dire les zones extrêmement actives. En utilisant cette stratégie, ils pourraient cibler spécifiquement la région du cerveau d’où proviennent les crises d’une personne. Ils vont bientôt tester cette approche chez des souris épileptiques. En principe, ils pourraient également créer un matériau qui n’utilise ni glucose ni lactate, mais une autre substance pour aider à la formation de l’électrode, un neurotransmetteur spécifique, par exemple. De cette façon, les électrodes ne se retrouveraient que dans les parties du cerveau riches en ce neurotransmetteur spécifique, ce qui permettrait aux neuroscientifiques de cibler précisément des régions cérébrales particulières.
Si Berggren et son équipe parviennent à surmonter les obstacles scientifiques qui les attendent, leur tâche finale sera de naviguer dans le fourré des réglementations qui régissent les appareils utilisés dans les milieux médicaux. Il est impossible de prévoir combien de temps cela pourrait prendre, surtout pour un matériau aussi nouveau. Mais Batista pense néanmoins que cette découverte annonce une nouvelle ère dans la technologie des électrodes, aussi lointaine soit-elle.
“Je ne peux pas être sûr que quiconque vivant aujourd’hui recevra un implant neural électronique flexible”, dit-il. “Mais il semble probable maintenant qu’un jour quelqu’un le fera.”
