An interdisciplinary research team led by Professor Francesca Santoro and Dr. Valeria Criscuolo from the Institute of Biological Information Processing – Bioelectronics at Forschungszentrum Jülich, in cooperation with colleagues from RWTH Aachen University – Professor Daniele Leonori and Junior Professor Giovanni Maria Piccini (now University of Modena and Reggio Emilia) – a conçu une nouvelle classe de transistors photoélectrochimiques organiques (OPECT). Ces minuscules appareils peuvent convertir la lumière en signaux électriques et imiter le comportement des synapses dans le cerveau. Les résultats de la recherche ont maintenant été publiés dans la revue de recherche Science avancée.
Nos cerveaux fonctionnent en passant des signaux entre les cellules nerveuses, en s'adaptant au fil du temps pour apprendre et se souvenir. Les scientifiques essaient de recréer ce type de comportement dans les appareils électroniques, un domaine connu sous le nom d'électronique neuromorphique. Une façon de le faire est de développer des matériaux qui peuvent « apprendre » de manière similaire à la façon dont le cerveau fait.
L'équipe de Jülich et d'Aix-un a fait un pas en avant important dans ce domaine. Ce qui rend leur nouvelle technologie spéciale, c'est que ses propriétés peuvent être ajustées avec précision à l'aide de la chimie. Cela signifie que le matériau peut être adapté pour être particulièrement sensible à la lumière ou capable de transmettre des signaux particulièrement stable. Cela ouvre de nombreuses applications potentielles: la plate-forme pourrait servir d'interface entre la technologie et les cellules nerveuses, par exemple dans les prothèses visuelles ou d'autres dispositifs médicaux. Des capteurs optiques hautement sensibles et de nouvelles interfaces cérébrales-machine sont également possibles. Un autre avantage est que les composants ont une faible consommation d'énergie et peuvent être adaptés de manière flexible à différentes exigences.
Pour que l'appareil soit utilisé plus tard avec de véritables cellules nerveuses ou des tissus oculaires, le matériau doit être biocompatible – en d'autres termes, compatible avec le corps humain – et la fonction à la température corporelle. Les chercheurs utilisent donc un plastique spécial appelé PEDOT: PSS, qui a été modifié avec des molécules légères. Ce matériau effectue de l'électricité tout en restant doux et flexible, ce qui le rend adapté à une utilisation à l'interface entre l'électronique et les tissus biologiques.
À long terme, cette recherche pourrait ouvrir la voie à de nouvelles approches pour traiter les maladies rétiniennes, telles que les troubles visuels liés à l'âge. Cependant, avant de pouvoir être utilisé en médecine, la technologie doit être testée avec soin pour s'assurer qu'elle est compatible avec les tissus vivants. Pour ce faire, les chercheurs effectuent des analyses dites in vitro – des tests de laboratoire effectués en dehors du corps – et examinent entre autres tissu nerveux.
