Une percée technologique majeure, développée conjointement par l'ETH Zurich, l'Université de Zurich et NYU, introduite en juillet 2025, promet de révolutionner le traitement des troubles neurologiques et psychiatriques. Ce système d'échographie holographique transcranienne (TUS) permet, pour la première fois, d'activer simultanément plusieurs régions du cerveau de manière précise et non invasive, ouvrant ainsi de nouvelles voies thérapeutiques sans recourir à la chirurgie.
Le cœur de cette innovation réside dans un dispositif en forme de casque équipé de 512 émetteurs ultrasonores. Ces émetteurs génèrent des ondes sonores focalisées en motifs complexes, capables de traverser le crâne pour stimuler sélectivement des neurones spécifiques. Cette approche holographique améliore considérablement la précision de la stimulation tout en réduisant l'intensité des ultrasons nécessaires, ce qui pourrait potentiellement minimiser les effets secondaires indésirables.
La publication de cette recherche dans Nature Biomedical Engineering marque une étape clé, offrant la première preuve visuelle de l'activation de circuits cérébraux par des motifs ultrasonores chez des animaux vivants. Cette technologie ouvre la porte à des traitements novateurs pour des affections telles que la maladie de Parkinson, la dépression et l'épilepsie. Le financement de cette recherche par les National Institutes of Health (NIH) souligne l'importance de cette avancée dans le domaine de la neuromodulation non invasive.
Les équipes de recherche explorent activement les applications cliniques de cette technologie prometteuse. Les ultrasons focalisés de faible intensité, comme le TUS, sont de plus en plus reconnus pour leur potentiel dans la neuromodulation précise et non invasive des régions cérébrales profondes, offrant une alternative plus sûre et accessible aux approches invasives. Des recherches antérieures ont déjà démontré la capacité des ultrasons à moduler l'activité cérébrale, avec des études sur des primates montrant une modulation d'activité cérébrale pendant plusieurs heures suite à une stimulation de seulement 20 secondes.
Cette technologie s'inscrit dans un mouvement plus large de développement de techniques de neuromodulation non invasive, qui visent à moduler l'activité neuronale sans procédures invasives. D'autres méthodes comme la stimulation magnétique transcrânienne (TMS) sont déjà utilisées cliniquement pour traiter des conditions telles que la dépression résistante. Cependant, le système d'échographie holographique TUS se distingue par sa capacité à cibler simultanément trois à cinq régions, une caractéristique qui pourrait accélérer considérablement les progrès dans le traitement de maladies complexes affectant de multiples réseaux cérébraux.
L'ETH Zurich, pionnier dans la recherche sur la stimulation cérébrale, explore déjà depuis plusieurs années des approches pour traiter les maladies psychiatriques liées au stress. Le potentiel de cette nouvelle méthode pour améliorer la fonction motrice, par exemple après un AVC, est également en cours d'investigation.