22/08/24Abstrait
La stimulation électrique par microélectrodes invasives est couramment utilisée pour traiter un large éventail de troubles neurologiques et psychiatriques. Malgré son succès remarquable, la performance de la stimulation n'est pas durable, car les électrodes sont encapsulées par la gliose due aux réactions à corps étrangers. La stimulation magnétique surmonte ces limitations en éliminant le besoin de contact métal-électrode. Nous présentons ici un nouvel inducteur solénoïde microfabriqué (80 µm × 40 µm) doté d'un noyau magnétique capable d'activer le tissu neuronal.
La stimulation micromagnétique implantable (µMS) présente plusieurs avantages par rapport à la stimulation par électrodes. Les progrès de la nanofabrication ont permis de créer des solénoïdes ultra-compacts dotés de noyaux magnétiques capables de générer des champs magnétiques plus importants tout en étant entièrement encapsulés dans un revêtement biocompatible. Ce nouveau solénoïde microfabriqué a activé avec succès le tissu nerveux et représente donc une alternative viable aux interfaces neuronales actuelles pour les neurosciences fondamentales et les applications cliniques, bien que des recherches complémentaires soient nécessaires.
Fig. a La configuration utilisée pour mesurer la densité de flux magnétique émise par le nouveau microsolénoïde à l'aide d'un système personnalisé basé sur un capteur diamant NV. b La fenêtre de numérisation est illustrée utilisée dans la configuration (a). c La configuration a utilisé la preuve de concept de µMS en utilisant les micro/macrosolénoïdes dans des tranches de cerveau aigu
Fig. Micrographie à épifluorescence d'une tranche de cerveau de souris transgéniques Thy1-GCaMP6s montrant le changement de fluorescence en réponse à la µMS lors de l'utilisation d'un macrosolénoïde (en haut) et d'un microsolénoïde (en bas)
Analyse de la technologie d'imagerie
LeDhyana 400BSIUne caméra a été utilisée pour observer des images microscopiques à radiofluorescence de tranches de cerveau de souris transgéniques. Elle présente un bon contraste et une bonne sensibilité, une excellente efficacité quantique et un faible bruit dans les longueurs d'onde UV. Son mode 16 bits à plage dynamique élevée permet l'imagerie en champ clair et en fluorescence, même lorsque le signal de fluorescence est très faible. Les variations de rayonnement des solénoïdes de différentes tailles sur les tranches de cerveau de souris sont intuitivement visibles sur l'image, ce qui permet de déterminer la faisabilité du système. Des bobines submillimétriques et millimétriques convertissent le courant appliqué en flux magnétique, ce qui induit un gradient de champ électrique suffisamment puissant pour déplacer les ions et les pousser à détecter (ou à supprimer) la réponse du neurone.
Source de référence：
1. Khalifa, A., Zaeimbashi, M., Zhou, TX et al. Développement de solénoïdes microfabriqués à noyaux magnétiques pour la stimulation neuronale micromagnétique. Microsyst Nanoeng 7, 91 (2021). https://doi.org/10.1038/s41378-021-00320-8
