Une simple paire d’écouteurs pourrait surveiller votre cerveau

Une simple paire d'écouteurs pourrait surveiller votre activité cérébrale

12 octobre 2023 – Et si une paire de capteurs semblables à des autocollants pouvait transformer vos écouteurs en un puissant moniteur de santé capable de détecter les troubles cérébraux ou de l’humeur, et de les traiter en temps réel par des sons ou des impulsions électriques?

Des ingénieurs de l’Université de Californie à San Diego développent des capteurs flexibles, assez petits pour tenir sur des écouteurs, qui peuvent enregistrer l’activité cérébrale électrique et les niveaux de lactate dans la transpiration. Un jour, les capteurs pourraient surveiller et traiter des affections dans le présent, en jouant des sons ou en utilisant une stimulation électrique pour influencer l’activité cérébrale, une forme émergente de thérapie connue sous le nom d’électroceutiques.

“Nous pouvons pirater le signal auditif pour orienter les états cérébraux vers des résultats plus souhaitables”, a déclaré Gert Cauwenberghs, PhD, un ingénieur en chef impliqué dans le développement des capteurs et professeur de bio-ingénierie à l’école d’ingénierie Jacobs de l’UCSD. “Ces choses sont possibles maintenant que nous pouvons boucler la boucle entre la production de sons et la mesure de l’activité cérébrale.”

Dans une étude publiée dans NatureBiomedical Engineering, les capteurs se sont avérés aussi efficaces que les méthodes de surveillance traditionnelles telles que les casques électroencéphalographiques (EEG) pour l’activité cérébrale et les échantillons de sang pour les niveaux de lactate. Mais contrairement à ces méthodes, les capteurs pourraient être portés en continu en dehors de la clinique pendant que les patients mènent leur vie quotidienne.

Les capteurs sont “à ressort” pour maintenir un contact étroit avec l’oreille et sont recouverts d’un film d’hydrogel pour absorber la transpiration. Ils peuvent envoyer des données aux écouteurs, qui les transmettent ensuite à un smartphone ou un ordinateur portable via Bluetooth.

L’utilisation d’appareils intra-auriculaires pour surveiller la santé n’est pas nouvelle. Mais c’est la première fois que des capteurs cérébraux et corporels sont combinés, ouvrant la voie à toutes sortes de recherches et d’avancées cliniques.

Que pourrait faire cette technologie?

Les chercheurs affirment que cette technologie pourrait être utilisée pour aider au diagnostic et au traitement d’une longue liste d’affections, allant des maladies liées au cerveau telles que Parkinson, Alzheimer et l’épilepsie aux affections de l’humeur telles que le syndrome de stress post-traumatique, l’anxiété et la dépression. Elle pourrait également détecter et traiter les AVC, les acouphènes, l’apnée du sommeil et les traumatismes cérébraux.

De nombreuses recherches ont exploré les dispositifs portables pour le suivi à distance des patients, mais les dispositifs intra-auriculaires pourraient être particulièrement utiles pour les affections qui affectent le cerveau. Les patients testés pour l’épilepsie, par exemple, pourraient être surveillés à distance, en portant même les capteurs la nuit pour détecter des crises qui pourraient être passées inaperçues, a déclaré Erik Viirre, MD, PhD, professeur de neurosciences à l’UCSD et non impliqué dans la recherche.

Lorsqu’ils sont utilisés avec les lectures EEG, les variations du lactate pourraient fournir davantage de preuves pour un diagnostic. Par exemple, le lactate a tendance à augmenter après une crise épileptique. Un taux de lactate élevé peut également indiquer le diabète ou une maladie cardiaque. Et le suivi du lactate peut s’avérer utile dans la performance sportive.

Mais le potentiel le plus excitant est sans doute l’utilisation d’un système “boucle fermée” qui peut surveiller et traiter automatiquement les affections, sans intervention humaine. Chez les patients atteints d’acouphènes, un bourdonnement dans les oreilles dû à une activité cérébrale anormale, l’appareil pourrait surveiller l’état et tester divers sons, en jouant ceux qui réduisent les marqueurs de l’acouphène, a déclaré Viirre.

La technologie pourrait traiter les troubles du sommeil, la dégénérescence cognitive, les attaques de panique ou les douleurs chroniques de manière similaire – en fournissant de la musique, des instructions de respiration profonde, des mantras positifs ou une stimulation électrique, et en adaptant les thérapies en fonction de la réponse en temps réel.

Quand pourrez-vous obtenir cette technologie?

Il faudra probablement des années pour que le dispositif soit testé et approuvé pour une utilisation clinique, a déclaré Cauwenberghs.

Mais les personnes ordinaires pourraient voir des appareils intra-auriculaires suivre des données similaires plus tôt que cela, alors que de plus en plus d’entreprises entrent sur le marché en plein essor des “hearables”, des écouteurs qui font également office de trackers de santé.

L’oreille est un emplacement privilégié, a déclaré Cauwenberghs. Elle est suffisamment proche du cerveau pour obtenir une lecture, et les gens portent déjà des écouteurs pendant de longues périodes. Ainsi, l’adoption technologique ne devrait pas être un obstacle majeur.

L’entreprise NextSense travaille sur un appareil intra-auriculaire pour la lecture EEG, et STAT Health a récemment annoncé un appareil intra-auriculaire qui peut suivre le flux sanguin vers la tête et prédire les évanouissements. Viirre imagine un monde où les appareils intra-auriculaires pourraient enregistrer encore plus de données biologiques, comme les niveaux hormonaux, la glycémie et les marqueurs de stress.

« Les montres intelligentes peuvent vous fournir beaucoup de données, mais d’une certaine manière elles sont très limitées », a déclaré Cauwenberghs. « Les médecins ne les utilisent pas ; c’est plus comme un gadget. » L’ajout de la technologie en boucle fermée pourrait faire « la différence entre être capable de voir les prévisions météorologiques et être capable de faire quelque chose contre l’ouragan. »

« Avec cette boucle fermée de biofeedback et de neurofeedback, notre vision va bien au-delà de la simple surveillance », a-t-il ajouté.