La Federal Drug Administration a approuvé un essai clinique visant à tester l’efficacité d’une grille électronique qui enregistre l’activité cérébrale pendant une intervention chirurgicale et a été développée par des ingénieurs de l’Université de Californie à San Diego.

L’appareil utilise des capteurs à l’échelle nanométrique pour capturer les signaux électriques directement de la surface du cerveau humain avec des détails record. La résolution révolutionnaire de la grille pourrait fournir de meilleures orientations pour la planification et la conduite d’interventions chirurgicales visant à éliminer les tumeurs cérébrales et à traiter l’épilepsie pharmacorésistante.

La résolution plus élevée de la grille pour enregistrer les signaux cérébraux pourrait améliorer la capacité des neurochirurgiens à minimiser les dommages causés aux tissus cérébraux sains. En chirurgie de l’épilepsie, la nouvelle grille pourrait améliorer la capacité d’identifier avec précision les régions du cerveau où se produisent les crises d’épilepsie, permettant ainsi un traitement sûr et efficace.

Le nouveau réseau de capteurs cérébraux, connu sous le nom de Platinum Nanorod Grid (PtNRGrid), comprend une grille densément peuplée d’un nombre record de 1 024 capteurs d’électrocorticographie intégrés (ECoG). L’appareil se trouve à la surface du cerveau et mesure environ 6 micromètres d’épaisseur, soit moins d’un dixième de la taille d’un cheveu humain, et est flexible. Cela lui permet à la fois d’adhérer et de s’adapter à la surface du cerveau, en se pliant lorsque le cerveau bouge tout en fournissant des enregistrements de haute qualité et haute résolution de l’activité cérébrale. En revanche, les grilles ECoG les plus couramment utilisées dans les cabinets actuels comportent généralement entre 16 et 64 capteurs. Ces grilles sont rigides, plus rigides et ont plus de 0,5 mm d’épaisseur et ne se conforment pas à la surface incurvée du cerveau.

Le PtNRGrid a été inventé par Shadi Dayeh, professeur au Département de génie électrique et informatique de l’Université de Californie à San Diego, et par des membres de son équipe. Au fil des années, l’équipe a développé la technologie PtNRGrid en collaboration avec des neurochirurgiens et des chercheurs médicaux de l’UC San Diego, du Massachusetts General Hospital (MGH) et de l’Oregon Health & Science University (OHSU).

Cette réalisation annonce une nouvelle ère dans les neurosciences cliniques et le neuromonitoring. Nous sommes très heureux de recevoir l’approbation de la FDA pour l’utilisation de notre PtNRGrid révolutionnaire en milieu clinique. Cela témoigne du travail acharné des membres de mon équipe qui ont travaillé sans relâche pour répondre aux critères de qualité exigés par la FDA. Je suis également reconnaissant envers mes partenaires cliniques, le soutien des NIH et la direction du campus qui ont favorisé un puissant écosystème d’ingénierie et de médecine pour transformer l’avenir des soins de santé.


Shadi Dayeh, professeur, Département de génie électrique et informatique, Université de Californie à San Diego

La FDA a approuvé une exemption de dispositif expérimental (IDE) pour une « étude pivot (intitulée) « Évaluation systématique des grilles de nanorodes de platine (PtNRGrids) pour la cartographie peropératoire et la surveillance neurophysiologique (IONM) pendant les chirurgies cérébrales ».

Plus précisément, l’étude clinique vise à démontrer l’efficacité du dispositif PtNRGrid pour l’imagerie de l’activité cérébrale normale et pathologique. Au cours de l’étude, les ingénieurs de l’UC San Diego collaboreront avec des cliniciens et des scientifiques : Dr. Sharona Ben-Haim et Eric Halgren de l’UC San Diego, Dr. Sydney Cash chez MGH et Dr. Ahmed Raslan à l’OHSU. Dans une première phase, les chirurgiens implanteront le PtNRGrid chez 20 patients, puis mesureront les performances de la grille et les compareront à l’état actuel de l’art. Le PtNRGrid est utilisé en chirurgie pour éliminer les tumeurs cérébrales et les tissus responsables des crises d’épilepsie.

Densité record

L’équipe de Dayeh a été pionnière en cartographiant le cerveau humain et la moelle épinière à l’aide de milliers de canaux depuis 2019, rapportant les premiers résultats et sécurité efficacité Résultats d’une série d’articles publiés dans Science Translational Medicine en 2022 sur des sujets humains. PtNRGrid est le seul appareil doté de milliers de canaux qui a démontré dans des publications évaluées par des pairs qu’il peut imager l’activité cérébrale motrice et vocale ainsi que les décharges épileptiques en produisant des vidéos panoramiques des ondes cérébrales sur 10 centimètres carrés du cortex cérébral tout en conservant une résolution microscopique. Niveau.

Actuellement, le groupe de recherche de Dayeh détient le record mondial d’enregistrement de l’activité cérébrale à partir d’une seule grille corticale de 2 048 canaux à la surface du cerveau humain, publié dans Science Translational Medicine en 2022. L’appareil a été installé en salle d’opération par le Dr. Ahmed Raslan utilise OHSU. Depuis lors, l’équipe a augmenté le nombre de canaux d’enregistrement à 4 096 et continue de travailler à l’augmentation du nombre de canaux dans la grille pour surveiller l’activité cérébrale avec une résolution encore plus élevée.

En attendant le succès de cet essai par étapes, l’équipe passera à l’étape critique suivante et rendra le PtNRGrid disponible pour une utilisation commerciale à grande échelle. La démonstration selon laquelle les grilles ECoG dotées de capteurs répartis dans des milliers de canaux enregistrent l’activité cérébrale avec une grande précision ouvre également de nouvelles opportunités en neurosciences pour mieux comprendre le fonctionnement du cerveau humain. Les progrès de la recherche fondamentale pourraient, à leur tour, conduire à de meilleurs traitements basés sur une meilleure compréhension du fonctionnement cérébral.

« Notre objectif est de fournir un nouvel atlas pour comprendre et traiter les troubles neurologiques en collaborant avec un réseau de collaborateurs cliniques hautement expérimentés à l’UC San Diego, au MGH et à l’OHSU », a déclaré Dayeh.

Les travaux de Dayeh en vue de l’approbation de la FDA sont soutenus par le numéro de prix UG3NS123723 de l’initiative NIH BRAIN®.



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