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Le MIT crée une pile à combustible à glucose pour alimenter les interfaces cerveau-ordinateur implantées

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Les neuroingénieurs du MIT ont créé une pile à combustible implantable qui génère de l’électricité à partir du glucose présent dans le liquide céphalo-rachidien qui circule autour de votre cerveau et de votre moelle épinière. En théorie, cette pile à combustible pourrait éventuellement piloter des capteurs et des ordinateurs à faible puissance qui décodent votre activité cérébrale pour s’interfacer avec les membres prothétiques.

La pile à combustible alimentée au glucose est fabriquée à partir de silicium et de platine, à l’aide de processus de fabrication de semi-conducteurs standard. Le platine agit comme un catalyseur, éliminant les électrons des molécules de glucose, de la même manière que les cellules animales aérobies (comme les nôtres) éliminent les électrons du glucose avec des enzymes et de l’oxygène. La pile à combustible à glucose produit des centaines de microwatts (c’est-à-dire des dixièmes de milliwatt), ce qui est une quantité étonnamment élevée — c’est comparable à la cellule solaire d’une calculatrice, par exemple. Cela devrait être plus que suffisant pour piloter des ordinateurs complexes – ou peut-être plus intéressant, déclencher des grappes de neurones dans le cerveau. En théorie, cette pile à combustible à glucose privera en fait votre cerveau d’un peu d’énergie, bien qu’en pratique vous ne le remarquerez probablement pas (ou vous pourriez avoir faim plus tôt…)

La pile à combustible de glucose, située dans le liquide céphalo-rachidien de votre cerveauEn termes de taille, les ingénieurs du MIT ont créé des piles à combustible alimentées au glucose qui mesurent jusqu’à 64 x 64 mm (2,5 pouces) ou aussi petites que quelques millimètres. Dans l’image ci-dessus, le grand carré jaune est une seule pile à combustible de 64 x 64 mm, entourée de plusieurs versions plus petites. Vraisemblablement, la plus grande pile à combustible produit le plus d’électricité – mais à cette taille, je ne pense pas qu’elle puisse au moins tenir dans un cerveau humain. Cependant, vous pourriez assez facilement implanter quelques dizaines des plus petites piles à combustible dans votre moelle épinière.

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Cette découverte est passionnante pour deux raisons principales : a) la pile à combustible est entièrement synthétique et b) elle peut être produite à l’aide de processus de fabrication de puces à faible technologie vieux de plusieurs décennies. Les piles à combustible à glucose ont été créées auparavant, principalement pour alimenter les stimulateurs cardiaques, mais elles utilisaient des enzymes biologiques (comme vos propres cellules) – et les enzymes doivent être reconstituées. Le platine, cependant, enlèvera volontiers les électrons du glucose indéfiniment. Le platine a également l’avantage supplémentaire d’être très biocompatible, c’est-à-dire que votre système immunitaire n’essaie pas de le rejeter. Le liquide céphalo-rachidien est également presque entièrement dépourvu de cellules – il s’agit essentiellement d’un liquide riche en glucose qui isole votre cerveau et votre colonne vertébrale. Parce qu’il n’y a pas de cellules, cela signifie qu’il n’y a pas de globules blancs qui peuvent rejeter le le carburant cellule.

En fin de compte, cette pile à combustible sera, espérons-le, utilisée pour alimenter des appareils implantés à très faible consommation qui se trouvent à l’intérieur de votre crâne ou de votre moelle épinière. En réalité, les recherches du MIT sur cette pile à combustible ont été dirigées par Rahul Sarpeshkar, qui se trouve être l’un des leaders des dispositifs hybrides numériques-biologiques. Jusqu’à présent, les dispositifs implantés étaient pour la plupart attachés à une prise murale – mais maintenant, le groupe de Sarpeshkar peut commencer à travailler sur des implants entièrement auto-alimentés.

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