Amies sur commande lumineuse : un implant cérébral permet de contrôler à distance les interactions sociales entre des souris
Selon une étude publiée cette semaine (lien plus bas), des scientifiques ont pour la première fois utilisé un implant cérébral sans fil pour permettre à des souris de tisser des liens sociaux entre elles.
Mis au point par une équipe de l’université Northwestern, aux États-Unis, dirigée par Yevgenia Kozorovitskiy et John A. Rogers, l’implant utilise l’optogénétique, qui consiste à utiliser la lumière pour stimuler des neurones génétiquement ciblés, les souris ayant été modifiées par un gène provenant d’une algue sensible à la lumière.
Chaque dispositif a été inséré entre le crâne et la peau des souris et relié à une minuscule sonde flexible en forme de filament, dotée d’une diode électroluminescente, qui traverse le crâne jusqu’au cerveau.
Lorsque la lumière de la LED contrôlée sans fil était envoyée aux neurones spécifiques, ceux-ci étaient stimulés, sans affecter les autres neurones et le comportement.
Grâce à ce minuscule dispositif de transplantation cérébrale sans batterie, l’équipe a pu “programmer” et “déprogrammer” des souris pour qu’elles interagissent socialement les unes avec les autres en temps réel. Lorsque deux souris ou plus avaient leur dispositif allumé, elles interagissaient beaucoup plus qu’à l’habitude, et lorsque le dispositif était éteint, l’effet inverse était presque immédiat.
Les lumières stimulaient simultanément plusieurs neurones dans un réseau, un phénomène appelé synchronisation neuronale.
Selon Kozorovitskiy :
Nous ne pensions pas réellement que cela fonctionnerait. À notre connaissance, il s’agit de la première évaluation directe d’une grande hypothèse ancienne sur la synchronie neuronale dans le comportement social.
Cela ressemble à de la science-fiction, mais c’est une technique incroyablement utile. L’optogénétique pourrait un jour être utilisée pour guérir la cécité ou inverser la paralysie.
Les chercheurs espèrent en apprendre davantage sur la neurologie complexe de la socialisation.
Selon Rogers :
Cette étude représente la toute première fois que nous avons pu réaliser des implants sans fil et sans batterie pour l’optogénétique, avec un contrôle numérique complet et indépendant sur plusieurs dispositifs simultanément dans un environnement donné .
L’activité cérébrale d’un animal isolé est intéressante, mais aller au-delà de la recherche sur les individus pour étudier des groupes complexes, en interaction sociale, est l’une des frontières les plus importantes et les plus passionnantes des neurosciences.
Nous disposons désormais de la technologie nécessaire pour étudier comment les liens se forment et se brisent entre les individus de ces groupes et pour examiner comment les hiérarchies sociales découlent de ces interactions.
Auparavant, la stimulation des neurones reposait sur des fibres fixes qui limitaient le mouvement. Avec le dispositif sans fil, ils ont pu observer un comportement désinhibé, affirment-ils.
Selon Kozorovitskiy :
Avec les technologies précédentes, nous étions incapables d’observer plusieurs animaux interagissant socialement dans des environnements complexes parce qu’ils étaient attachés.
Les fibres se cassaient ou les animaux s’emmêlaient. Pour pouvoir poser des questions plus complexes sur le comportement des animaux dans des environnements réalistes, nous avions besoin de cette technologie sans fil innovante. C’est formidable de pouvoir s’affranchir des attaches.
L’étude publiée dans Nature Neuroscience : Wireless multilateral devices for optogenetic studies of individual and social behaviors et présentée sur le site de l’Université Northwestern : Implanted wireless device triggers mice to form instant bond.