Un cerveau synthétique à la pointe de la technologie pour former les futurs chirurgiens du cerveau

L'un des rôles les plus importants des facultés de médecine est de donner aux futurs médecins une formation pratique sur les tissus avec lesquels ils travailleront au cours de leur carrière. Personne ne souhaiterait que son cerveau soit le premier à être touché par un jeune chirurgien. Mais obtenir suffisamment de matériel pour former tout le monde peut s'avérer coûteux et discutable sur le plan éthique, surtout lorsqu'il s'agit de cerveaux.

Pour surmonter ce défi en matière de ressources, les écoles de médecine ont opté pour l'utilisation de cerveaux synthétiques pour donner aux étudiants la sensation de la réalité. Mais reproduire la forme et la consistance d'un cerveau est difficile, et la plupart de ces reproductions ne correspondent pas aux caractéristiques physiques des vrais cerveaux. Par exemple, un véritable cerveau réagit différemment selon le niveau de pression et la vitesse d'application de la contrainte, mais la plupart des «cerveaux» d'entraînement n'affichent pas ces nuances. Ces réponses non-linéaires sont la clé pour donner au chirurgien en herbe une formation valable et les réplicas disponibles présentement n'arrive tout simplement pas à bien rendre la réalité. C'est pour cette raison que les chercheurs Antonio E. Forte et Daniele Dini de l'Imperial College de Londres ont décidé de briser la moule en créant un cerveau synthétique qui reproduit fidèlement les propriétés physiques essentielles du cerveau et pouvant être fabriqué facilement et à peu de frais.

Ils se sont tournés vers le testeur mécanique Mach-1 de Biomomentum pour tester différentes combinaisons de matériaux afin de reproduire les propriétés mécaniques cérébrales essentielles: e.g. la façon dont ils se compriment en fonction de la pression et du taux de compression; la vitesse de récupération après une blessure; leur réponse à un brassage; et, bien sûr, leur réponse à l'incision. Le Mach-1 a été utilisé pour comparer ces propriétés mécaniques essentielles de différents assemblage de matières synthétiques afin de reproduire des cerveaux de porc, qui ont des propriétés presque identiques celles du cerveau humain. Cette recherche fondamentale a été publiée dans la revue Materials and Design.

Les chercheurs ont constaté que la combinaison de deux gels, l'alcool polyvinylique (PVA) et Phytagel (PHY), crée un matériau présentant des propriétés physiques très similaires aux tissus du cerveau humain. Ils ont créé une version grandeur nature du cerveau qui flotte sur le liquide céphalo-rachidien, maintient toutes ses propriétés cérébrales et pourrait facilement être utilisé dans une école de médecine. Cette innovation pourrait changer radicalement les façons de faire des écoles de médecine, en contribuant à la formation des chirurgiens novices du cerveau dans le monde entier.