En février 2015, des scientifiques du Salk Institute de La Jolla ont contrôlait une décharge neuronale avec un son focalisé.
Bien que cela ait été fait dans un ver, il tente de résoudre le problème de la chirurgie et des fils saillants. En 2009, un groupe de scientifiques a utilisé des ondes sonores focalisées pour détruire « chirurgicalement » de petites quantités de tissu cérébral.
Bien que la destruction du tissu neural ne soit pas l’objectif souhaité, l’article montre que les ondes sonores peuvent être focalisées et qu’elles peuvent traverser le crâne.
L'expérience
Les premières étapes de l’expérience du canon sonore se sont concentrées sur la capacité de focaliser le faisceau. Dans les expériences précédentes, les ondes sonores étaient difficiles à focaliser et finissaient par chauffer les tissus. En utilisant des ondes à basse fréquence pendant de courtes périodes de temps, les scientifiques ont découvert qu’ils pouvaient frapper les vers sans aucun changement de comportement, indiquant que le faisceau sonore n’affecterait pas les tissus normaux.
Le récepteur
Soupçonnant un canal ionique sensible à l’étirement, TRP-4, comme récepteur détectant le faisceau d’ultrasons, le groupe a découvert que les animaux dépourvus de TRP-4 avaient des réponses réduites au faisceau. Le groupe s’est ensuite concentré sur deux neurones différents, qui font tous deux inverser la direction des vers. En créant des transgéniques qui exprimaient mal TRP-4 dans ces ensembles de neurones, AWC et ASH, les scientifiques ont découvert que les transgéniques augmentaient leur comportement d’inversion en réponse au faisceau d’ultrasons, indiquant en outre que TRP-4 était nécessaire pour détecter le faisceau d’ultrasons.
Juste pour le plaisir, le groupe a ensuite mal exprimé TRP-4 dans des neurones dont la fonction était auparavant inconnue et a utilisé le faisceau sonore pour comprendre ce qu’ils ont fait. Ils voulaient montrer que la sonogénétique pouvait être utilisée pour comprendre les fonctions de neurones auparavant non catégorisés.
les bulles
Au cours d’une série d’étapes, les scientifiques ont montré qu’ils pouvaient utiliser des microbulles de perfluorohexane pour amplifier l’effet du faisceau sonore. Ils ont émis l’hypothèse qu’ils pourraient injecter ces microbulles dans le système vasculaire du cerveau, augmentant ainsi la portée du faisceau sonore sans avoir à augmenter l’énergie qu’il délivre. . . cela se traduit par une plus grande portée sans cuire le cerveau.
Le message à retenir
Il y a beaucoup de choses que j’ai laissées de côté, et il y a clairement des obstacles que la sonogénétique doit surmonter, mais cet article vise à produire une méthode de stimulation neuronale à partir de l’extérieur du cerveau. C’est ce qu’ils ont fait. La plupart des techniques actuelles nécessitent un forage dans le crâne, la sonogénétique ne le fait pas. Étant donné que le récepteur TRP-4 n’est pas présent chez les mammifères, il pourrait hypothétiquement être introduit sans interférer avec les circuits cérébraux existants. Le faisceau d’ultrasons est orientable et n’endommage pas les tissus à basse énergie. Si ces basses énergies ne suffisent pas à activer TRP-4, des microbulles peuvent être utilisées pour aider à amplifier le son.
Cette technique nécessiterait encore la génération d’organismes transgéniques et le pilotage et la focalisation du faisceau demanderaient encore du travail. Je n’arrivais pas à savoir si les microbulles traverseraient ou non la barrière hémato-encéphalique, donc je ne sais pas à quel point il serait facile d’amplifier le signal. La sonogénétique a également un long chemin à parcourir pour rattraper l’optogénétique. L’optogénétique permet de déclencher très précisément un neurone. En utilisant différentes couleurs et différents récepteurs, vous pouvez faire réagir le même neurone de manière opposée. Encore. . . un contrôle précis est la chose passionnante à propos de l’optogénétique.
Lors d’une discussion avec un de mes anciens étudiants, actuellement au MIT, Michaela Ennis a suggéré la possibilité de créer des circuits synthétiques. Imaginez utiliser la sonogénétique pour qu’un neurone se déclenche et brille en vert. Ce feu vert pourrait ensuite utiliser l’optogénétique pour déclencher un deuxième neurone qui deviendrait alors jaune. . .
