Entendre grâce à la lumière

Pourra-t-on, un jour, entendre la lumière? Une interrogation un peu provocatrice de l’équipe de Richard Rabbitt (Utah) à laquelle ces chercheurs répondent par l’affirmative. Pour la comprendre il suffit de décrire la découverte qu’ils ont faite, puis d’en aborder les perspectives cliniques.

Ces chercheurs ont mis au point une fibre optique d’une grande finesse capables d’acheminer un rayon infra-rouge. Mise à proximité de cellules cardiaques, cochléaires ou de neurones, les éclairs lumineux qu’elle libère déclenchent une contraction cellulaire ou un signal nerveux. Ces fibres pourraient ainsi se substituer à des stimuli électriques dans des pace makers, des stimulateurs cérébraux ou des implants cochléaires. C’est cette dernière option qui fait dire à R. Rabitt et coll. qu’on pourrait entendre la lumière.

Ils ont réalisé plusieurs séries d’expériences. La première a permis de confirmer que la stimulation était bien le fait des infra-rouges et non de leur chaleur.

Impulsions limineuses de moins d’1/5000 de seconde.

Ensuite, l’équipe s’est intéressée à des cardiomyocytes de jeunes rats. L’émission d’impulsions limineuses de moins d’1/5000 de seconde provoque des contractions de ces cellules musculaires. L’infra-rouge crée une entrée brutale de calcium dans les mitochondries, puis une libération lente. Cependant les auteurs demeurent modestes pensant que la technologie du pace-maker est tellement aboutie qu’elle risque peu d’être détronée par les infra-rouges.

Une autre série d’expériences a été menée sur des cellules ciliées cochléaires de poisson-crapaud. Leur stimulation lumineuse a entraîné des décharges le long des neurones efférents. C’est ici que l’équipe voit une amélioration des performances des implants cochléaires. Dans l’implant classique la stimulation électrique se fait par une vingtaine d’électrodes pour autant de fréquence auditives. La stimulation lumineuse pourrait fournir des centaines de fréquences grâce à diverses longueurs d’ondes. En outre, point ne serait besoin de disposer la fibre très précisément sur les cellules ciliées. Les neurones auditifs réalisent quelques 300 décharges par seconde, la fibre en réalise un centaine par seconde.

Enfin, et il s’agit là de prospective, pourquoi ne pas remplacer les électrodes de stimulation cérébrale par une fibre optique au cours de la maladie de Parkinson?

Rien n’est attendu, en clinique, avant 5 à 10 ans.

The Journal of Physiology 27 mars 2011.