Des chercheurs de l'ETH développent une interface génétique contrôlée par la pensée

Nous avons vu beaucoup d'expériences intéressantes avec l'EEG récemment. Les chercheurs ont utilisé ces signaux cérébraux pour piloter un hélicoptère jouet , Fabriquer la queue d'un rat se contracte , faites fonctionner une tablette et demandez à un paraplégique portant un exosquelette de frapper un ballon lors de la Coupe du monde (voir World Cup Mind-Control Demo Faces Deadlines, Critics ).

Maintenant, Marc Folcher, Martin Fussenegger et leurs collègues de l'ETH Zurich, en Suisse, sont allés plus loin. Ils ont utilisé l'EEG pour donner à des volontaires humains un contrôle cérébral direct sur l'activité des cellules vivantes, une technologie qu'ils appellent la toute première interface esprit-génétique au monde.

En utilisant l'interface qu'ils ont conçue, l'équipe de l'ETH a montré qu'un volontaire humain portant un capuchon EEG pouvait utiliser ses pensées pour déclencher la production d'une protéine particulière, appelée SEAP, dans des cellules rénales humaines se développant dans une boîte de Pétri. Il pouvait également activer l'approvisionnement en cellules implantées sous la peau de souris de laboratoire.

La recherche est intéressante car elle montre comment les implants cérébraux futuristes pourraient fonctionner, écrivent Folcher et sa société dans le numéro de cette semaine. Communication Nature . De tels dispositifs, spéculent les auteurs de l'ETH, pourraient ressentir les sentiments de douleur d'une personne (ou peut-être une crise d'épilepsie imminente) et déclencher ensuite automatiquement les cellules cérébrales pour pomper un médicament biotechnologique utile.

Pour construire leur interface, l'équipe de l'ETH a combiné trois technologies, dont chacune est passionnante en soi : les interfaces cerveau-ordinateur, la biologie synthétique et l'optogénétique.

Tout d'abord, ils ont conçu les cellules rénales avec de l'ADN bactérien, créant ce que les biologistes synthétiques aiment appeler un interrupteur génétique - une série de gènes qui, ensemble, fonctionnent pour activer la production d'une protéine particulière, dans ce cas SEAP.

Pour déclencher ce passage en position marche, le gang de l'ETH a utilisé l'optogénétique, en ajoutant un gène de la bactérie violette Rhodobacter sphaeroides qui produit une molécule sensible à la lumière. Maintenant, lorsqu'ils ont utilisé une lumière LED pour faire briller une lumière proche infrarouge sur leurs cellules, l'interrupteur s'est renversé et ils ont immédiatement commencé à faire SEAP.

Jusqu'ici tout va bien. Mais pour compléter leur cascade cybernétique, les scientifiques ont demandé à des volontaires de revêtir des capuchons EEG, c'est-à-dire un tissu recouvert d'électrodes qui capte les ondes électriques du cerveau. Ces ondes peuvent être approximativement contrôlées par une personne si elles se concentrent. En soi, l'EEG n'a rien de nouveau— voici une vidéo de John Lennon des Beatles utilisant l'EEG pour contrôler un instrument de musique dans les années 1970.

Mais l'équipe de l'ETH voulait être la première à transformer les pensées humaines en impulsions électriques, puis en lumière et enfin en protéines. Ils l'ont fait en demandant aux volontaires d'utiliser leurs ondes cérébrales pour allumer la lumière LED, déclenchant ainsi la fabrication de la protéine SEAP par les cellules. En résumé, disent Folcher et compagnie, nous avons conçu une interface esprit-génétique qui utilise les ondes cérébrales pour contrôler à distance la transcription du gène cible sans fil.

Vous pourriez vous demander quel est le point. Une réponse est que de nombreux scientifiques s'intéressent actuellement aux implants cérébraux de nouvelle génération. Ils espèrent améliorer la stimulation cérébrale profonde, une technologie médicale largement utilisée pour arrêter les tremblements de la maladie de Parkinson. Ces implants cérébraux arrêtent les tremblements à l'aide d'un fil placé dans une région du cerveau appelée thalamus. Le patient l'allume et reçoit un courant électrique assez fort, qui fait immédiatement cesser les tremblements. C'est une technologie qui fait des merveilles, même si personne ne sait comment elle fonctionne.

Les travaux ont déjà commencé sur les implants de demain, et ceux-ci pourraient fonctionner comme l'envisage l'équipe de l'ETH. Par exemple, la Fondation Michael J. Fox pour la recherche Parksinson a financé des recherches sur la manière de remplacer les électrodes des stimulateurs cérébraux profonds par des fibres optiques. Au lieu de décharges électriques, il enverrait des impulsions de lumière pour contrôler les neurones qui ne fonctionnent pas correctement dans la maladie de Parkinson.

L'idée d'un contrôle cérébral direct est tout aussi importante pour les implants de nouvelle génération. Au lieu que le patient doive allumer son appareil manuellement, un système dit à boucle ouverte, l'objectif est de fermer la boucle avec un implant capable de lire les signaux cérébraux et de savoir quand un tremblement commence. De cette façon, l'implant réagirait automatiquement lorsqu'un traitement est nécessaire.

Cela signifie que l'interface esprit-ADN folle de l'équipe ETH n'est pas si folle après tout.

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