Les innovations révolutionnaires de l’institut Clinatec pour soigner le cerveau

Imaginez pouvoir contrôler un exosquelette par la pensée pour remarcher, ou ralentir la maladie de Parkinson grâce à de la lumière infrarouge envoyée dans le cerveau. Ce qui semble tout droit sorti d'un film de science-fiction est en réalité le fruit des recherches menées à l'institut Clinatec de Grenoble. Là-bas, les chercheurs repoussent les limites des neurotechnologies pour réparer le cerveau et redonner espoir aux patients atteints de pathologies lourdes.

Wimagine, l'implant qui permet de remarcher par la pensée

Lorsque Thibault, un jeune tétraplégique, est parvenu à faire marcher un exosquelette uniquement par la pensée en 2019, les images ont fait le tour du monde. Une prouesse rendue possible grâce à Wimagine, un implant cérébral révolutionnaire mis au point par Clinatec. Composé de 64 électrodes, il est capable de détecter l'activité électrique du cerveau, de l'ordre de quelques microvolts, et de la transmettre en temps réel à un ordinateur qui la traduit en intentions de mouvements.

Pour y parvenir, les ingénieurs de Clinatec ont dû réaliser un véritable exploit technologique en miniaturisant l'électronique. Un défi de taille quand on sait qu'il faut ensuite l'implanter chirurgicalement à la surface du cortex moteur. L'opération, réalisée dans le bloc de haute technologie de Clinatec, consiste à retirer deux morceaux d'os pour glisser les implants Wimagine de part et d'autre du crâne.

Vers des dispositifs médicaux du quotidien

Après avoir prouvé le fonctionnement de Wimagine et son innocuité lors d'un premier essai clinique, les équipes planchent désormais sur son intégration dans des dispositifs utilisables au quotidien par les patients paralysés :

• Miniaturisation de l'ordinateur réalisant les calculs dans un boîtier portable à la ceinture
• Système de stimulation musculaire du bras pour attraper des objets
• Remplacement de l'encombrant casque par une casquette souple avec des antennes

Des avancées qui représenteront un gain d'autonomie considérable pour les personnes tétraplégiques dans les gestes du quotidien comme boire un verre d'eau. Tout en leur permettant de retrouver la maîtrise de mouvements complexes en contrôlant chaque muscle.

La lumière proche infrarouge contre Parkinson et Alzheimer

Au-delà des interfaces cerveau-machine, les chercheurs de Clinatec misent sur la lumière pour soigner les maladies neurodégénératives. Avec le projet NIR, ils tentent de freiner l'évolution de Parkinson par photobiomodulation intracrânienne. Le principe : envoyer une lumière proche infrarouge au plus près de la substance noire du cerveau, là où meurent les neurones produisant la dopamine chez les parkinsoniens.

Pour y parvenir, une sonde développée à Clinatec est insérée chirurgicalement jusqu'à cette zone en profondeur. Elle émet en continu un rayonnement infrarouge pendant 8 minutes, puis s'éteint durant 4 minutes. Un premier essai clinique est en cours avec 14 patients suivis pendant 4 ans pour évaluer les bénéfices de cette thérapie optique.

La lumière proche infrarouge est également testée contre la maladie d'Alzheimer dans le projet Tirock. Cette fois, le rayonnement est envoyé à l'aide d'un casque au niveau du cortex frontal et temporal. Après une première phase sur volontaires sains, un essai clinique sera mené chez des patients atteints de troubles cognitifs.

Nous utilisons des modalités physiques pour traiter des pathologies lourdes du cerveau sans traitement médicamenteux.

Jean-Philippe Bourgoin, directeur adjoint de la recherche technologique du CEA

Un concentré d'innovations au service du médical

Avec son approche mêlant ingénierie de pointe, chirurgie et essais cliniques, Clinatec représente un modèle d'innovation en rupture dans le domaine médical. Dans ses 5800m2 aux allures de vaisseau spatial, on croise aussi bien des exosquelettes que des imprimantes 3D, des salles blanches que des blocs opératoires.

Un concentré de technologies et de compétences pluridisciplinaires unique en son genre, qui permet d'aller de la preuve de concept jusqu'aux premiers tests chez l'Homme. Une organisation pionnière à sa création en 2012, qui a depuis essaimé à l'international. Avec un objectif assumé : faire sauter les verrous technologiques et réglementaires pour accélérer l'arrivée de solutions thérapeutiques innovantes jusqu'au lit du patient.

Aujourd'hui, Clinatec fourmille de projets en neurosciences, allant des neuroprothèses pour restaurer la motricité aux neurostimulations optiques ou électriques contre les maladies neurodégénératives. Avec de premiers succès qui laissent entrevoir une véritable révolution dans la prise en charge des pathologies cérébrales invalidantes. De quoi redonner espoir à des milliers de patients dans le monde.