Démonstration de l’interface cerveau-machine de Neuralink

Lors d’une conférence diffusée en ligne depuis le siège de Neuralink à San Francisco, les scientifiques de la société ont fait le point sur les progrès réalisés. Cette conférence a eu lieu un peu plus d’un an après que Neuralink, fondée en 2016 dans le but de créer des interfaces cerveau-machine, ait révélé au monde sa vision, ses logiciels et sa plate-forme matérielle implantable.

Le prototype de Neuralink peut extraire des informations en temps réel de plusieurs neurones à la fois, a précisé Musk. Dans une démonstration en direct, les données du cerveau d’un porc ont été montrées à l’écran. Lorsque le porc a touché un objet avec son museau, les neurones capturés par la technologie de Neuralink (qui avaient été intégrés dans le cerveau du porc deux mois auparavant) se sont déclenchés lors d’une visualisation sur un écran.

Ce n’est pas nouveau en soi – Kernel et Paradromics font partie des nombreux groupes qui développent des puces de lecture cérébrale sous le crâne – mais Neuralink exploite de manière unique des fils conducteurs souples de type cellophane insérés dans les tissus à l’aide d’un robot chirurgical de type machine à coudre. Musk affirme avoir reçu le titre de “Breakthrough Device” en juillet et que Neuralink travaille avec la Food and Drug Administration (FDA) sur un futur essai clinique avec des personnes souffrant de paraplégie.

Les membres fondateurs de Neuralink, Tim Hanson et Philip Sabes de l’Université de Californie à San Francisco, ainsi que Michel Maharbiz, professeur à Berkeley, ont été les pionniers de cette technologie, et la version démontrée aujourd’hui est une amélioration par rapport à celle de l’année dernière. Musk l’appelle “V2”, et il est convaincu qu’un jour, il faudra moins d’une heure sans anesthésie générale pour l’intégrer dans un cerveau humain. Il affirme également qu’il sera facile à retirer et ne laissera aucun dommage durable, si un patient souhaite mettre à niveau ou se débarrasser de l’interface de Neuralink.

Neuralink a collaboré avec Woke Studios pour la conception de la machine qui est capable de voir l’intégralité du cerveau. Afshin Mehin, le concepteur en chef de Woke, a commencé à travailler avec Neuralink il y a plus d’un an sur un concept d’oreillettes que Neuralink a présenté en 2019, et les deux sociétés se sont réengagées peu après pour le robot chirurgical.

Crédit: Neuralink

La machine se compose de trois parties. Il y a une “tête”, qui abrite des outils chirurgicaux automatisés, des caméras et des capteurs à balayage du cerveau, contre lesquels le patient place son crâne. Un appareil enlève d’abord une partie du crâne pour le remettre en place après l’opération. Ensuite, des algorithmes de vision par ordinateur guident une aiguille contenant des faisceaux de fils de 5 microns d’épaisseur et une couche isolante de 6 millimètres dans le cerveau, évitant ainsi les vaisseaux sanguins. (Selon Neuralink, la machine est techniquement capable de percer à des longueurs arbitraires). Les fils – qui mesurent un quart du diamètre d’un cheveu humain (4 à 6 μm) – sont reliés à une série d’électrodes situées à différents endroits et à différentes profondeurs. À sa capacité maximale, la machine peut insérer six fils contenant 192 électrodes par minute.

Crédit: Neuralink

Un sac à usage unique se fixe à l’aide d’aimants autour de la tête de la machine pour maintenir la stérilité et permettre le nettoyage, et des ailes inclinées autour de la façade intérieure assurent que le crâne du patient reste en place pendant l’insertion. Le “corps” de la machine se fixe sur une base, qui fournit un support lesté pour toute la structure, dissimulant les autres technologies qui permettent au système de fonctionner.

Crédit: Neuralink

Lorsqu’on lui a demandé si le prototype serait un jour utilisé dans des cliniques ou des hôpitaux, Mehin a précisé que la conception était destinée à une utilisation “à grande échelle”. “En tant qu’ingénieurs, nous savons ce qui est possible et comment communiquer les besoins de conception de manière compréhensible. De même, l’équipe de Neuralink est capable d’envoyer des schémas très complexes que nous pouvons utiliser”, a-t-il déclaré. “Nous imaginons que cette conception pourrait être utilisée en dehors d’un laboratoire et dans n’importe quel cadre clinique”.

Les principaux obstacles

Les interfaces cerveau-machine à haute résolution, ou BCI, sont complexes comme on peut s’y attendre : elles doivent être capables de lire l’activité des neurones pour déterminer quels groupes de neurones effectuent telles ou telles tâches. Les électrodes implantées sont bien adaptées à cela, mais historiquement, les limitations matérielles les ont amenées à entrer en contact avec plus d’une région du cerveau ou à produire du tissu cicatriciel qui interfère.

Cela a changé avec l’arrivée des électrodes biocompatibles très fines, qui réduisent la cicatrisation et peuvent cibler les groupes de cellules avec précision (bien que des questions subsistent quant à la durabilité). Ce qui n’a pas changé, c’est le manque de compréhension de certains processus neuronaux.

L’activité est rarement isolée dans les régions du cerveau, comme le lobe préfrontal et l’hippocampe. Elle se produit plutôt dans diverses régions du cerveau, ce qui la rend difficile à cerner. Ensuite, il faut traduire les impulsions électriques neurales en informations lisibles par la machine ; les chercheurs n’ont pas encore réussi à déchiffrer le codage du cerveau. Les impulsions du centre visuel ne sont pas comme celles produites lors de la formulation de la parole, et il est parfois difficile d’identifier les points d’origine des signaux.

Il incombera également à Neuralink de convaincre les organismes de réglementation d’approuver son dispositif pour les essais cliniques. Les interfaces cerveau-ordinateur sont considérées comme des dispositifs médicaux nécessitant un consentement supplémentaire de la FDA, et l’obtention de ce consentement peut être un processus long et coûteux.

Anticipant peut-être cela, Neuralink a exprimé son intérêt pour l’ouverture de son propre centre d’expérimentation animale à San Francisco, et la société a publié le mois dernier des offres d’emploi. En 2019, Neuralink a affirmé avoir effectué 19 opérations sur des animaux et avoir réussi à placer des fils dans 87 % des cas.

Tous ces défis n’ont pas découragé Neuralink, qui compte plus de 90 employés et a reçu un financement de 158 millions de dollars, dont au moins 100 millions de dollars de Musk.

Bien que Neuralink s’attende à ce que l’insertion des électrodes nécessite dans un premier temps de percer des trous dans le crâne, elle espère utiliser bientôt un laser pour percer l’os avec une série de petits trous, ce qui pourrait jeter les bases de la recherche visant à soulager des maladies comme la maladie de Parkinson et l’épilepsie et à aider les patients physiquement handicapés à entendre, parler, bouger et voir.

“Je pense qu’au moment du lancement, la technologie sera probablement … assez coûteuse. Mais le prix va très rapidement baisser”, a déclaré Musk. “Nous voulons faire baisser le prix à quelques milliers de dollars, quelque chose comme ça. On devrait pouvoir l’obtenir de façon similaire au LASIK (chirurgie des yeux)”.

Neuralink veut connecter votre cerveau à Internet

Après deux ans de secret, la start-up d’Elon Musk, Neuralink, est sortie en mode furtif avec une présentation en direct et plusieurs entretiens détaillant ses travaux pour relier le cerveau humain à des machines.

Musk et plusieurs des plus grands scientifiques de la société ont couvert beaucoup de terrain pendant l’événement, expliquant en détail le système qu’il espère pouvoir implanter un jour dans votre cerveau. Il a également expliqué comment il espérait atteindre votre cerveau en premier lieu : en faisant des trous dans votre crâne à l’aide de lasers.

Et si vous pouviez « voir » directement dans le cerveau d’une autre personne ?

La première étape pour extraire des données du cerveau consiste à trouver un moyen de capturer tous les signaux qui se déplacent dans le crâne d’une personne et de les transmettre à un appareil situé en dehors de celui-ci.

Pour ce faire, Neuralink développe des fils d’électrodes flexibles – implantez ces fils dans le cerveau, près des neurones, et ceux-ci peuvent capter et transmettre les signaux de ces neurones à un ordinateur.

À l’heure actuelle, Neuralink utilise de fines aiguilles, guidées par un système de vision par ordinateur, pour placer avec précision des faisceaux de ces bandes dans le cerveau.

L’intelligence artificielle pourrait détourner les interfaces cerveau-machine

Mais plutôt que de percer des trous dans le crâne des humains pour accéder à leur cerveau, le président de Neuralink, Max Hodak, a confié au New York Times que la société voulait finalement utiliser des rayons laser pour créer une série de minuscules trous dans le crâne.

“Au bout du compte, nous parviendrons à une symbiose entre le cerveau et l’intelligence artificielle”, a déclaré Elon Musk.

L’interface cerveau-ordinateur de Neuralink se prépare à des essais sur l’homme

Elon Muska annoncé qu’il se préparait pour des essais humains de son implant cérébral (Venturebeat). Jusqu’à présent, des expériences ont été menées sur des rats et, selon Musk, “un singe a pu contrôler un ordinateur avec son cerveau”.

Neuralink dit espérer commencer à travailler avec des sujets humains dès l’année prochaine, mais n’a pas encore reçu l’autorisation de la FDA. L’interface, qui utilise des fils conducteurs flexibles implantés dans le cerveau à l’aide d’un robot chirurgical spécialement conçu, est d’abord destinée à aider les patients paralysés à contrôler les ordinateurs et les smartphones.

The New York Times, Bloomberg, The Independent

Chan-Zuckerberg : étude d’un dispositif cérébral implantable

Un groupe de chercheurs financés par Mark Zuckerberg teste des dispositifs cérébraux implantables dans le cadre d’une recherche de 5 milliards de dollars pour mettre fin à la maladie

Mark Zuckerberg a vendu près de 30 millions d’actions de Facebook pour financer un projet de recherche biomédicale ambitieux, baptisé Initiative Chan Zuckerberg, qui vise à guérir toutes les maladies en une génération.

Une initiative moins médiatisée liée au programme de 5 milliards de dollars comprend des travaux sur les interfaces cerveau-machine, des dispositifs qui traduisent essentiellement des pensées en commandes. Le projet récent est un implant cérébral sans fil capable d’enregistrer, de stimuler et d’interrompre les mouvements d’un singe en temps réel.

Dans un article publié dans la revue scientifique Nature, les chercheurs détaillent un dispositif cérébral sans fil implanté chez un primate qui enregistre, stimule et modifie son activité cérébrale en temps réel, en détectant un mouvement normal et en l’arrêtant immédiatement. L’un de ces chercheurs est un chercheur du Chan Zuckerberg Biohub, un groupe de recherche médicale à but non lucratif lié à l’Initiative Chan Zuckerberg.

Les scientifiques qualifient cette interférence de “thérapie”, car elle est conçue pour traiter des maladies telles que l’épilepsie ou la maladie de Parkinson en arrêtant une crise ou tout autre mouvement perturbateur dès le début.

“Notre appareil est capable de surveiller le cerveau pendant qu’il fournit la thérapie, alors vous savez exactement ce qui se passe”, a déclaré à Business Insider Rikky Muller, co-auteur de la nouvelle étude. Professeur d’informatique et d’ingénierie à l’Université de Berkeley, Muller est également un chercheur chez CZ Biohub.

Les applications des interfaces cerveau-machine ont une portée considérable : alors que certains chercheurs s’attachent à les utiliser pour aider les personnes souffrant de lésions de la colonne vertébrale ou d’autres maladies qui affectent les mouvements, d’autres cherchent à les voir transformer la façon dont tout le monde interagit avec les ordinateurs portables et les smartphones. Une division de Facebook, anciennement appelée Building 8, ainsi qu’une entreprise fondée par Elon Musk, appelée Neuralink, ont toutes deux déclaré qu’elles travaillaient sur cette dernière.

Muller a déclaré que ses recherches au Biohub étaient isolées des autres travaux sur les interfaces cerveau-ordinateur effectués par Facebook.

Le programme notoirement secret de l’entreprise, Building 8, a récemment subi un remaniement comprenant la suppression de l’étiquette de Building 8 et le transfert de ses projets expérimentaux vers de nouvelles divisions. Plus tôt cette année, Business Insider avait exclusivement indiqué que le directeur du programme avait aidé à créer un dispositif qui transformait les mots en vibrations compréhensibles.

Un appareil cérébral qui change automatiquement le comportement

Dans le document de Muller, elle et une équipe de chercheurs de Berkeley et une start-up spécialisée dans les appareils médicaux, Cortera, ont expliqué comment ils utilisaient un appareil appelé “WAND” (Wireless Artifact-free Neuromodulation device) pour empêcher un singe d’adopter un comportement bien enseigné. Dans ce cas, le comportement impliquait de déplacer un curseur sur une cible sur un écran à l’aide d’un joystick et de la maintenir là pendant une période de temps définie.

Nature Biomedical Engineering / Chan-Zuckerberg Biohub

Placé au-dessus de la tête du singe, le dispositif de neuromodulation WAND est connecté directement à son cerveau. À partir de là, il était capable d’enregistrer, de stimuler et de modifier le comportement du singe en temps réel.

WAND pouvait “sentir” quand le primat allait bouger le joystick et arrêter ce mouvement avec un signal électrique ciblé envoyé à la partie droite de son cerveau, a déclaré Muller. Et comme la machine était sans fil, le singe n’avait pas besoin d’être confiné physiquement ou attaché à quoi que ce soit pour fonctionner.

“Cet appareil change la donne en ce sens que vous pouvez avoir un sujet totalement libre de ses mouvements et qu’il “sait” de manière autonome ou automatique quand et comment interrompre ses mouvements”, a déclaré Muller.

WAND pourrait un jour avoir des applications pour une gamme de maladies qui affectent le mouvement (également appelées motricité), y compris les blessures à la colonne vertébrale et l’épilepsie.

“Actuellement, nous pouvons prendre une fonction motrice spécifique, sentir que cela se produit et l’interrompre”, a déclaré Muller.

Il s’agit d’un bon début par rapport aux appareils actuels, qui nécessitent généralement plusieurs équipements volumineux et qui ne peuvent seulement que détecter les mouvements ou les interrompre à un moment donné. L’appareil de Muller fait les deux à la fois. Pour ce faire, il utilise 128 électrodes, ou conducteurs, placés directement dans le cerveau du primate – environ 31 fois plus d’électrodes que les dispositifs cerveau-ordinateur actuels destinés aux humains, limités à 4 à 8 électrodes.

“Je pense que cet appareil ouvre des possibilités pour de nouveaux types de traitements”, a déclaré Muller.

Muller est également cofondateur et président du conseil d’administration de Cortera, qui a reçu une subvention de la DARPA et du NIH – National Institutes of Health. Ses travaux sur les interfaces cerveau-machine ne sont qu’un élément d’un ensemble plus vaste de projets sous l’égide de CZ Biohub.

Joe DeRisi, coprésident du Biohub et professeur de biophysique à UCSF, a déclaré à Business Insider que cette initiative visait à renforcer les projets de recherche menés par les scientifiques locaux, à construire d’importants dispositifs médicaux qui n’existeraient pas autrement, et “repousser les limites”.

Business Insider

Un plan de 100 millions $ pour mettre fin à la paralysie avec une moelle épinière synthétique

Certains disent que l’expérience est le meilleur enseignement, et pour Hugh Herr, c’est certainement le cas. Son expérience en matière de handicap et son besoin subséquent de prothèses l’ont contraint à développer ce qui pourrait être le modèle bionique le plus avancé au monde.

Aujourd’hui, le chercheur et expert bionique est le co-directeur du Center for Extreme Bionics au Massachusetts Institute of Technology (MIT) – un laboratoire de recherche unique qui a commencé avec l’idée de faire progresser les prothèses au niveau supérieur.

Depuis sa création en 2014, le centre s’est donné pour objectif de traiter un large éventail de handicaps par le développement de la bionique avancée. Maintenant, le centre travaille sur un projet quinquennal de 100 millions de dollars axé sur le traitement de la paralysie, de la dépression, de l’amputation, de l’épilepsie et de la maladie de Parkinson grâce au développement de technologies bioniques.

Alors que les prothèses d’aujourd’hui sont utiles et peuvent donner aux amputés un moyen de retrouver les fonctions motrices perdues, Herr et ses collègues pensent pouvoir améliorer ces dispositifs en les combinant avec des implants neuronaux avancés. Cela donne aux nerfs et aux muscles d’une personne un moyen de parler à une prothèse, ce qui facilite le contrôle de l’appareil et son fonctionnement comme un membre biologique.

L’équipe du MIT considère que les implants neuronaux sont bien plus utiles que pour des prothèses. La technologie pourrait également être utilisée pour modifier les fonctions cérébrales afin de traiter les troubles neurologiques ou mentaux.

Pendant ce temps, un système nerveux numérique (DNS) alimenté par l’optogénétique – une technique qui utilise la lumière pour contrôler les cellules – pourrait permettre aux chercheurs de traiter la paralysie et la maladie de Parkinson en remplaçant essentiellement le système nerveux biologique. Finalement, les chercheurs pensent qu’ils sont capables d’engendrer des cellules et des tissus pour cultiver des organes capables de réparer ou de remplacer des structures biologiques.

L’Organisation Mondiale de la Santé estime 40 à 80 cas de paralysie par million d’habitants, et ce n’est là qu’une des pathologies sur lesquelles se concentre le Center for Extreme Bionics. Si les chercheurs du centre sont en mesure de trouver des moyens d’utiliser la technologie pour aider toutes ces personnes, le rêve de Herr d’un monde dans lequel le handicap n’est plus, pourrait se concrétiser.

traduction Thomas Jousse

Business Insider, Center for Extreme Bionics, Wired

Un médicament pour empêcher le développement des maladies neurodégénératives du cerveau

Les maladies neurodégénératives comprennent la maladie d’Alzheimer, la maladie de Huntington, la sclérose en plaques et la maladie de Parkinson. En 2015, 46,8 millions de personnes dans le monde souffrent de démence. Si les tendances actuelles se poursuivent, d’ici 2030, ce chiffre pourrait atteindre 74,7 millions, et d’ici 2050, 131,5 millions.

Les maladies neurodégénératives produisent les symptômes de la démence en provoquant la mort des cellules de la moelle épinière et du cerveau. La perte de ces cellules et de leurs fonctions signifie une capacité réduite à contrôler les mouvements, à prendre des décisions efficacement et à se rappeler des souvenirs. La neurodégénérescence est dévastatrice car il n’existe aucun moyen simple de régénérer ces types de cellules.

Les scientifiques ont peut-être trouvé deux médicaments – la trazodone, habituellement prescrite pour la dépression, et le dibenzoylméthane, actuellement testé comme un remède anticancéreux – qui pourront empêcher potentiellement le développement de toutes les maladies neurodégénératives, y compris la démence. La combinaison de ces deux médicaments seraient en mesure de prévenir l’apparition de dommages aux cellules du cerveau et de restaurer la fonction de la mémoire chez la souris, tout en réduisant les signes de rétrécissement du cerveau. Les chercheurs ont publié leurs résultats dans le journal Brain DOI: https://doi.org/10.1093/brain/awx074 .

“Comme l’un des médicaments est déjà disponible en tant que traitement pour la dépression, le temps nécessaire pour passer du laboratoire à la pharmacie pourrait être considérablement réduit”.

“Nous sommes très peu susceptibles de les guérir complètement, mais si vous arrêtez la progression de la maladie, vous changez Alzheimer en quelque chose de complètement différent, de sorte qu’elle devient supportable”, a déclaré le Professeur Malluci à BBC News.

BBC

Elon Musk lance une entreprise pour fusionner votre cerveau avec un ordinateur

Au cas où vous l’auriez manqué, Elon Musk est assez préoccupé par le sort de l’humanité, compte tenu des progrès extrêmes réalisés dans l’intelligence artificielle. Fondamentalement, il craint que l’IA ne nous dépasse un jour. Lorsque cela se produira, il prétend que les humains deviendront probablement des citoyens de deuxième classe (voire des esclaves, ou pire).

En ce moment, des rapports ont fait surface qui affirment qu’il soutient une entreprise d’interface cerveau-ordinateur qui a été fondée pour permettre aux humains de suivre les progrès réalisés dans les machines. L’interface est destinée à fonctionner en augmentant ce qui nous rend humain : notre cerveau.

La découverte vient du Wall Street Journal. Selon eux, l’entreprise Neuralink est encore dans les premiers stades de développement. À cette fin, elle n’a actuellement aucune présence publique. Ce que nous savons, c’est que son but ultime est de créer un dispositif (ou peut-être une série de dispositifs) qui peut être implanté dans le cerveau humain. Ceux-ci serviront à une multitude d’objectifs – la finalité étant d’aider les humains à fusionner avec nos logiciels et à suivre le rythme des intelligences artificielles, de sorte que nous ne soyons pas à la traîne.

Au départ, ces améliorations aideront probablement de manière assez réduite, par exemple en nous aidant à améliorer notre mémoire en créant des dispositifs de stockage amovibles supplémentaires. Ce n’est pas la première fois que nous entendons parler de Musk travaillant sur un tel dispositif. Auparavant, il a mentionné un appareil appelé « neural lace » [lacet neuronal ]. Il a expliqué comment il imaginait que cela fonctionnerait à la Code Conference 2016, que vous pouvez voir ci-dessous :

Sans surprise, Musk n’est pas le seul à s’inquiéter de l’IA. Dans une vidéo publiée par Big Think, Michael Vassar, responsable scientifique principal de MetaMed Research, a déclaré que l’IA nous tuera (littéralement) vraisemblablement : « Si une intelligence artificielle générale supérieure à celle humaine est inventée sans la moindre précaution, il est plus que certain que l’espèce humaine s’éteindra peu de temps après ». Pour faire court, il avertit qu’une IA non contrôlée pourrait éradiquer l’humanité dans le futur.

De même, Stephen Hawking a déclaré que l’IA est l’une des plus grandes menaces pour l’humanité : « Le développement de l’intelligence artificielle pourrait se traduire par la fin de la race humaine. Elle s’envolerait seule et se reconceptualiserait à un rythme toujours croissant. Les humains, qui sont limités par une lente évolution biologique, ne pourraient pas concurrencer et seraient remplacés. »

À cette fin, Musk n’est pas la seule personne qui travaille à faire en sorte que l’humanité puisse suivre l’IA. Le fondateur de Braintree, Bryan Johnson, a investi 100 millions de dollars pour faire une neuroprothèse afin de débloquer le pouvoir du cerveau humain et, finalement, rendre notre code neuronal programmable.

Johnson décrit le but de son travail, affirmant qu’il s’agit de co-évolution :

Notre connexion avec nos nouvelles créations d’intelligence est limitée par des écrans, des claviers, des interfaces gestuelles et des commandes vocales – des modalités d’entrée/sortie contraintes. Nous avons très peu d’accès à notre propre cerveau, limitant notre capacité à co-évoluer avec des machines à base de silicium de manière forte.

Il travaille à changer cela et à assurer une interface transparente avec nos technologies (et notre IA).

Johnson est très clair que son entreprise, Kernel, commencera en faisant des recherches sur le cerveau et en déterminant exactement comment celui-ci fonctionne. Cette recherche, déclare Johnson, est la première étape pour aider les humains à obtenir une égalité permanente avec les machines.

Bien sûr, de telles technologies feront beaucoup plus que permettre aux humains d’interagir avec les machines. Les neuroprothèses pourraient également réparer nos capacités cognitives – ce qui nous permettra de lutter contre les maladies neurologiques telles que la maladie d’Alzheimer, la SLA (sclérose latérale amyotrophique ou maladie de Charcot), la maladie de Parkinson et d’autres conditions qui détruisent notre cerveau…

De tels progrès pourraient nous permettre de fusionner avec des machines, oui, mais ils peuvent aussi nous permettre de programmer littéralement notre code neuronal, ce qui nous permettrait de nous transformer d’une manière que nous ne pouvons même pas imaginer. Bref, nous pourrions nous programmer pour devenir les personnes que nous voulons être. Comme le déclare Johnson, « notre biologie et notre génétique sont de plus en plus programmables; Notre code neuronal est le suivant en ligne. »

Cela ressemble à de la science-fiction, mais c’est basé sur un travail scientifique remarquable. En résumé, les dispositifs en cours de développement fonctionnent en reproduisant la façon dont nos cellules du cerveau communiquent. La technologie envisagée repose sur une recherche académique de 15 ans qui a été financée par le NIH et la DARPA. Alors préparez-vous. La superintelligence humaine n’est qu’une question de temps.

traduction Thomas Jousse

Futurism

Nez artificiel : un nouveau dispositif peut diagnostiquer des maladies en analysant votre souffle

Des chercheurs viennent de développer un instrument dénommé “Na-Nose”, un nez artificiel, capable de détecter jusqu’à dix-sept maladies en analysant le souffle d’un patient. L’étude a été publiée dans le journal ACS Nano dédié aux nanotechnologies.

La machine peut diagnostiquer une variété de maladies communes mais dangereuses grâce à un échantillon du souffle d’un patient. Différents types de cancers, la maladie de Crohn, la recto-colite ulcéro-hémorragique, le syndrome du côlon irritable, deux types de la maladie de Parkinson, la sclérose en plaques, l’hypertension artérielle pulmonaire, la pré-éclampsie et l’insuffisance rénale chronique peuvent être diagnostiqués avec cet appareil.

Dans une vidéo jointe à son étude, Hossam Haick, chercheur au Technion – Institut de technologie d’Israël, explique les motivations derrière le Na-Nose.”Un des principaux défis de l’ère moderne du diagnostic médical est la détection de la maladie alors que nous nous sentons en bonne santé” dit-il.

Cet appareil de pointe est portable, il peut détecter les maladies mentionnées dès les premiers stades. Haick, qui a mené l’équipe de scientifique, remarque également que cet analyseur de souffle peut prédire quels individus ont affiché des indicateurs à haut-risque pour certaines pathologies.

Les essais effectués dans le cadre de cette étude se sont basés sur un échantillon de 1404 patients sains ou malades à travers cinq pays. Bien que la précision moyenne du classificateur de maladies utilisé par le Na-Nose soit de 86%, ce n’est toujours pas suffisant pour que l’appareil puisse être utilisé pour le diagnostic médical. L’équipe de recherche a noté que des travaux supplémentaires sont nécessaires sur les facteurs déterminants utilisés dans l’étude, ainsi que sur les mécanismes qui sous-tendent le diagnostic simultané.

Dès que l’on souffle dans l’appareil, le Na-Nose identifie plus d’une centaine de composants chimiques présents dans le souffle. Ces composants, dont quelques-uns ont été associés à certaines maladies par les chercheurs, sont ensuite rigoureusement analysés par un nanoréseau doté d’une intelligence artificielle, c’est-à-dire des séries de capteurs qui peuvent repérer la plus infime trace de composants chimiques.

Les éléments chimiques correspondant à ceux présents dans le souffle d’un individu sain sont programmés dans l’appareil. Dès lors que le niveau et la concentration chimiques sont inférieurs ou supérieurs à la moyenne, d’autant plus s’il s’agit de composants assignés en tant qu’indicateurs de pathologies, une alerte signale que quelque chose ne va pas.

Le Na-Nose peut sembler utopique, particulièrement lorsqu’il est joint à d’autres gadgets souvent utilisés. Haick a précisé que son équipe étudiait les moyens d’intégrer le dispositif aux smartphones. Ainsi, un simple appel téléphonique pourrait mener à la détection précoce et à la préemption d’une maladie. Un tel progrès serait significatif dans le cas du cancer, puisqu’un diagnostic précoce augmente les chances de survie de 15% à 90% dans le cas d’un cancer du sein, de 5% à 90% pour un cancer des ovaires, et de 14% à 70% pour le cancer des poumons.

Nisreen Shehada a vu un grand potentiel dans le caractère non-invasif de la machine. “Diagnostiquer le cancer est actuellement un processus très douloureux… Si nous pouvions ajouter une étape indolore, qui ne soit pas invasive, quelque chose dont les gens ne seraient pas effrayés, j’espère que davantage de personnes seraient testées et qu’ainsi, nous pourrions diagnostiquer le cancer bien plus tôt.”

traduction Benjamin B.

Tech Insider, ACS Nano, Cancer Research UK

Où se cachent les nanos ? Démystifier les nanotechnologies

Nadia Capolla est docteure en physique. Elle compte plus de 20 ans d’expérience industrielle en optique, photonique et nanotechnologie. Elle est présentement au service d’une société de valorisation de la recherche universitaire.

Bien qu’on entende le mot nanotechnologie de plus en plus fréquemment, sa signification demeure encore nébuleuse pour la plupart des gens. Que sont les nanos ? D’où viennent-elles ? Où se cachent-elles ?

Voici un ouvrage qui répond à ces questions de façon accessible, rigoureuse et objective. On y explore avec simplicité l’univers des nanotechnologies afin de dévoiler quelques-unes de ses nombreuses facettes. Ce livre explique les bases nécessaires pour comprendre le monde des nanosciences.

On y apprend que des nanostructures existent déjà dans la nature et que l’être humain crée des nanoparticules depuis longtemps.

On y présente quelques instruments conçus pour littéralement « voir » les atomes et développer des nanostructures avec une précision inégalée.

On y explore plusieurs domaines d’application des nanotechnologies, le tout accompagné d’exemples de réalisations québécoises prometteuses en la matière.

Ce livre plaira autant au grand public curieux qu’aux étudiants et aux industriels désireux de se familiariser avec le sujet. Une belle invitation à découvrir les nanotechnologies !

Roger Lenglet : Nanotoxiques et Menace sur nos neurones

Des scientifiques auraient identifié la protéine responsable du vieillissement

En plus d’être « l’usine énergétique de la cellule », la mitochondrie pourrait également héberger une protéine particulière responsable du vieillissement du corps, si l’on en croit une étude récente menée par deux biochimistes à l’Université de Nottingham.

Le Dr. Lisa Chakrabarti et son étudiante en thèse Amelia Pollard ont examiné le cerveau et les cellules musculaires de deux souris jeunes et d’âge moyen. Elles ont noté que des niveaux élevés d’une protéine appelée anhydrase carbonique ont été trouvés dans les souris les plus âgées. Une concentration élevée d’anhydrase carbonique est également traduite dans des échantillons provenant de jeunes cerveaux atteints de dégénérescence précoce, ce qui suggère une augmentation de la concentration de la protéine qui pourrait être liée au processus de vieillissement.

Credit: Pasieka/Science Photo Library

Pour tester un peu plus cette théorie, les scientifiques ont nourri de tout petits vers nématodes avec de l’anhydrase carbonique et ils ont remarqué que la durée de vie de ces organismes s’en voyait également réduite.

S’il s’avère que l’anhydrase carbonique provoque de tels effets, cela pourra nous aider à développer de futurs traitements pour ralentir le vieillissement général ou atténuer les maladies neurodégénératives telles que l’Alzheimer ou la maladie de Parkinson.

« Cela nous donne un début très prometteur pour trouver comment mieux identifier cette protéine à l’intérieur de la mitochondrie afin de ralentir les effets du vieillissement du corps tout en limitant d’autres effets secondaires indésirables sur le corps » a déclaré Chakrabarti. « Cela pourrait potentiellement offrir une nouvelle piste concrète à la fois pour empêcher les maladies dégénératives et les autres impacts plus communs du vieillissement du corps ».

Bien que les travaux de Chakrabarti et Pollard soient prometteurs, nous sommes encore très loin de comprendre parfaitement les causes de la dégénérescence cellulaire. Il existe encore un grand pas entre les souris et l’homme, et par conséquent, d’autres tests seront nécessaires avant de pouvoir appliquer leurs travaux sur des sujets humains.

traduction Virginie Bouetel

The Sun,The University of Nottingham