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Un oeil bionique en nanotubes de carbone

La dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA) est une maladie grave, qui provoque une malvoyance définitive si non traitée, et qui touche une partie de la population de plus en plus large à mesure que l'espérance de vie augmente dans les pays développés. Pour lutter contre ce fléau, le professeur Yael Haenin travaille sur un oeil bionique fabriqué à partir de nanotubes de carbone et de polymères photosensibles.

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Un oeil bionique en nanotubes de carbone

Yael Haenin, professeur à l'école d'ingénierie électrique de l'université de Tel-Aviv, focalise depuis plus de 10 ans ses recherches sur les interfaces neuronales et les technologies de "laboratoire sur puce" (Lab-on-a-Chip), notamment des MEMS (microsystèmes électromécaniques) en nanotubes de carbone et les nano "rectennas" (antennes redresseuses).

Elle est intervenue récemment lors d'une présentation pour Solve for X, un "think tank" originellement créé par Google, dont le format rappelle les "TED talks", et qui vise à développer des "moonshots", des projets à l'ambition volontairement démesurée. Le problème auquel elle s'attelle est celui de la vision artificielle. En effet, des cinq sens, la vue est celui que nous utilisons le plus, et duquel nous sommes les plus dépendants. Dans notre monde d'écrans, 80 % des informations que nous percevons, absorbons et mémorisons sont visuelles.

Ses recherches ont été inspirées par la nécessité de lutter contre la dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA), qui représente la première cause de malvoyance après 50 ans dans les pays développés. Avec l'allongement de la durée de vie des populations, ce problème va toucher de plus en plus de personnes (5 millions d'américains seraient touchés d'ici 2050), et il n'existe à l'heure actuelle aucun traitement définitif, seulement des palliatifs médicamenteux très coûteux qui doivent être administrés par injections intravitréennes rapidement après la détection du problème, et ce à chaque fois qu'il survient. Une problématique d'autant plus importante que le diagnostic est délicat et doit être établi par un spécialiste après des examens : OCT (tomographie en cohérence optique), angiographie, fond d'oeil.

Des rétines artificielles existent déjà, créées à partir de technologies de microfabrication, mais elles s'adressent aux personnes souffrant de rétinite pigmentaire, une autre maladie. Elles procurent aux patients la sensation d'obtenir des informations visuelles à l'aide de signaux électriques qui stimulent directement le cerveau. Le travail de Yael Haenin quant à lui s'inspire des implants cochléaires (auditifs) qui ont fait beaucoup de progrès ces dernières années. Ces implants reposent sur la capacité d'adaptation du cerveau, qui parvient à interprêter des signaux électriques artificiels qu'on lui fournit en stimulant directement les terminaisons nerveuses.


Une interface polymérique optoélectronique envoie des signaux visuels à une rétine "aveugle"

Les principaux problèmes des systèmes actuels sont leur taille encore trop grande et la nécessité d'une connexion filaire reliant l'implant à l'extérieur pour l'alimenter en énergie et lui transmettre les informations visuelles depuis une caméra.

Les recherches du professeur Haenin n'en ont pas besoin, car elles se basent sur l'utilisation biomimétique de matériaux qui n'existaient pas lorsque les premières rétines artificielles ont été développées, notamment des nanotubes de carbone et des nanocrystaux (quantum dots). Ces nanotubes sont utilisés pour fabriquer une sorte d'échafaudage sur la rétine, qui transmet également des signaux des yeux au cerveau à l'aide de nanocristaux. Ils s'arriment et s'intègrent à la structure biologique de l'oeil, et vient ensuite s'y superposer une structure en polymères photosensibles qui remplace les photorécepteurs naturels qui ne fonctionnent plus. Le dispositif est alimenté par une NanoRectenna qui convertit la lumière en électricité. Le nom de ce projet : "Artificial Solar Retina".


Photostimulation de la rétine par des polymères photosensibles

Ce projet, s'il venait à aboutir, permettrait de traiter durablement les lésions provoquées par la DMLA ainsi que par d'autres atteintes de la rétine comme les oedèmes maculaires ou les cas de néovascularisation choroïdienne liée à la myopie forte.

Ci-dessous une vidéo de la présentation du professeur Haenin :

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