La complexité et la densité du réseau neuronal du cerveau demeurent des obstacles qui paraissent insurmontables. « Un mm3 de cerveau contient environ 10.000 cellules nerveuses et chaque neurone est lui-même au centre d'un réseau de 10.000 connexions. Comme chaque neurone émet environ 1.000 signaux par seconde, on se trouve face à un ensemble d'une extraordinaire complexité », indique Yves Agid, directeur scientifique du futur Institut du cerveau et de la moelle épinière (ICM) en construction sur le site de l'Hôpital Pitié-Salpêtrière à Paris. Cette complexité peut être contournée en travaillant sur des groupes de quelques centaines de neurones. « La connaissance du squelette du message peut être suffisante », rappelle Yves Agid. Les chercheurs espèrent reconstituer la totalité du message en ne décryptant que quelques mots.

Embrasement du cerveau

Ce jeu de piste neurobiologique intéresse le physicien Olivier David qui se déclare « très intéressé par l'interface entre la physique et le vivant ». Issu de l'école grenobloise des neurosciences, ce chercheur se passionne pour une discipline qui a le vent en poupe : la stimulation intracérébrale qui a fait ses preuves dans la maladie de Parkinson. En stimulant électriquement une zone spécifique du cerveau par le biais de 2 électrodes, il est possible de remettre des neurones dans le droit chemin. Dans le cas de la maladie de Parkinson, les résultats sont spectaculaires. Un signal électrique calibré précisément stoppe instantanément les tremblements du corps. Il était tentant de s'inspirer de cette méthode largement éprouvée dans le monde entier pour soigner d'autres troubles psychiatriques. Olivier David a retenu l'épilepsie. Un autre fléau, des temps modernes qui touche environ 250.000 enfants dans l'Hexagone.

Les crises d'épilepsie sont la conséquence d'un désordre électrique du cerveau : des décharges excessives et soudaines produites par les neurones dans certaines zones voire dans la totalité de l'encéphale. Cet « embrasement » se traduit par des crises paroxystiques bien connues du grand public. Mais la maladie connaît de nombreuses autres formes moins visibles. « Le problème avec le cerveau c'est qu'il est difficile de dissocier le sain du pathologique », indique Olivier David. Les travaux menés à l'Institut des neurosciences de Grenoble consistent à développer un appareil capable de détecter l'imminence d'une crise et d'envoyer un signal destiné à contrer le phénomène. « D'ici à 5 ans nous aurons fait la preuve de concept d'un neuromodulateur destiné aux malades qui ne répondent pas aux médicaments disponibles contre l'épilepsie », indique le chercheur grenoblois. Cette même technique pourrait être utilisée pour soigner d'autres maladies mentales très invalidantes : certaines dépressions ou les troubles obsessionnels compulsifs.

« Comment le cerveau contrôle la main, cet instrument essentiel pour l'homme ? » Marc Maier n'a pas choisi la simplicité. Il tente de mettre au point un doigt humanoïde contrôlé par des signaux corticaux. Il s'agit là de l'un des challenges les plus difficiles de la technomédecine. Les Américains ont investi des montants considérables dans ce secteur. La Darpa, l'agence fédérale spécialisée dans la recherche militaire, pilote un programme de près de 100 millions de dollars visant le développement de membres artificiels « intelligents ». Dans son laboratoire de l'université Duke en Caroline du Nord, Miguel Nicolelis a réussi a faire piloter un bras robotisé par la pensée d'un singe et des expérimentations similaires ont eu lieu sur des humains. Au Japon, une équipe de chercheurs de chez Honda a obtenu des résultats identiques avec 2 doigts.

Ces expériences ont confirmé l'extraordinaire plasticité du cerveau. Au bout d'un certain temps, les neurones se réorganisent pour intégrer et s'approprier la prothèse comme si c'était un vrai membre. « L'usage répété du dispositif conduit à une réorganisation fonctionnelle du cerveau et les singes utilisent le bras robotisé comme s'il leur appartenait », indiquait récemment Miguel Nicolelis. A l'ICM parisien, Yves Agid espère attirer quelques gros calibres de la recherche pour atteindre le niveau mondial dans ce domaine très prometteur de la neurorobotique. L'institut devrait disposer d'un budget de 67 millions d'euros et regrouper 600 chercheurs en 2010.

ALAIN PEREZ le 29/09/08