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Des chercheurs de l'Université Rice développent un implant cérébral à aimant contrôlé

Une équipe d'ingénieurs de l'Université Rice a développé le tout premier implant neuronal qui peut être à la fois programmé et chargé à distance avec un champ magnétique. Cette percée peut rendre possible des dispositifs intégrés comme une unité de stimulation de la moelle épinière avec un émetteur magnétique alimenté par batterie sur une ceinture portable.

Le microsystème intégré, appelé MagNI (pour implant neuronal magnétoélectrique), incorpore des transducteurs magnétoélectriques. Ceux-ci permettent à la puce de récupérer de l'énergie à partir d'un champ magnétique alternatif à l'extérieur du corps, rapporte l'Université Rice.

MagNI cible les applications qui nécessitent une stimulation électrique programmable des neurones, par exemple pour aider les patients atteints d'épilepsie ou de Parkinson

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«Il s’agit de la première démonstration que vous pouvez utiliser un champ magnétique pour alimenter un implant et également pour programmer l’implant», Kaiyuan Yang, professeur adjoint de génie électrique et informatique à Rice. «En intégrant des transducteurs magnétoélectriques aux technologies CMOS (semi-conducteur à oxyde métallique complémentaire), nous fournissons une plate-forme bioélectronique pour de nombreuses applications. Le CMOS est puissant, efficace et bon marché pour les tâches de détection et de traitement du signal. »

Yang a présenté le projet lors de la Conférence internationale des circuits électroniques à San Francisco.

Les ingénieurs du riz impliqués dans l'implant cérébral contrôlé par aimant sont: De gauche à droite, Kaiyuan Yang, Zhanghao Yu, Joshua Chen et Jacob Robinson. Crédit photo: Jeff Fitlow

Selon Yang, MagNI présente des avantages évidents par rapport aux méthodes de stimulation actuelles, notamment les ultrasons, le rayonnement électromagnétique, le couplage inductif et les technologies optiques.

« Les gens ont démontré des stimulateurs neuronaux à cette échelle, et même plus petits », a déclaré Yang. «L’effet magnétoélectrique que nous utilisons présente de nombreux avantages par rapport aux méthodes traditionnelles de transfert de puissance et de données.»

Parce que le champ magnétique transmet également des signaux de contrôle, Yang a déclaré que MagNI est également

« Il ne nécessite aucune tension interne ni référence de synchronisation », a-t-il déclaré.

Les composants du dispositif prototype reposent sur un substrat en polyimide flexible avec seulement trois composants: un film magnétoélectrique de 2 x 4 millimètres qui convertit le champ magnétique en champ électrique, une puce CMOS et un condensateur pour stocker temporairement l'énergie.

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L'équipe a testé avec succès la puce