Excitation physiologique d'un reseau de neurones par des nanotubes monoparoi

Le controle de la douleur ou de muscles paralyses deviendra peut etre
possible grace a des avancees dans le domaine des nanomateriaux. Une equipe
de chercheurs de l’University of Michigan (Ann Arbor), de l’Oklahoma State
University (Stillwater) et de l’University of Texas Medical Branch
(Galveston) qui s’interessent a l’interfacage biologie - electronique ont
reussi a stimuler des cellules neuronales avec un film de nanotubes. Le film
est obtenu par une methode de depot couche par couche de nanotubes de
carbone monoparoi, et ses dimensions sont de l’ordre de quelques micrometres
de long pour une epaisseur de quelques nanometres, correspondant a une
trentaine de couches. Il est depose sur un substrat de verre sur lequel ont
ete prealablement gravees des electrodes en ITO (Indium Tin Oxyde) qui
permettent de polariser le film conducteur de nanotubes. Les chercheurs ont
ensuite implante a la surface du film des cellules semblables aux neurones
(cellules NG108-15) qui presentent l’interet d’etre le siege de courants
ioniques relativement importants lorsqu’elles sont stimulees, et qui sont
donc tres interessantes pour des etudes fondamentales sur l’interfacage des
neurones. Les mesures electro physiologiques sont realisees au moyen d’une
electrode - pipette implantee dans la cellule (technique de whole-cell patch
clamp) qui permet de mesurer le potentiel transmembranaire de la cellule par
rapport a une electrode de reference, et d’une electrode auxiliaire qui
permet d’enregistrer le courant ionique qui traverse le milieu cellulaire.
Les mesures electriques realisees par les chercheurs montrent clairement la
signature de l’excitation des neurones lors du passage de courant electrique
dans le film de nanotubes, identique a celle qui est observee avec des
moyens traditionnels d’excitation neuronale. Ces resultats apportent la
preuve du bon couplage electrique qui s’est etabli entre le film de
nanotubes et le milieu cellulaire dans ce type de configuration « parallele »,
et qui pourra etre exploite dans diverses applications biomedicales.