EPFL : LogSync décode les échanges entre régions cérébrales

Des chercheurs de l’EPFL ont développé LogSync, une puce neurale implantable capable de suivre en temps réel les échanges entre régions du cerveau et de distinguer certains états cognitifs et émotionnels, selon des travaux publiés dans IEEE Journal of Solid-State Circuits en septembre 2026. Dirigée par Mahsa Shoaran, l’équipe de l’Integrated Neurotechnologies Lab souhaite rendre la stimulation cérébrale profonde plus adaptative, notamment pour des troubles psychiatriques graves. La stimulation cérébrale profonde, déjà utilisée dans des maladies comme la maladie de Parkinson, envoie des impulsions électriques à des zones cérébrales ciblées. Mais la plupart des systèmes actuels fonctionnent selon des réglages fixes ou s’appuient sur un seul signal local, alors que les troubles psychiatriques impliquent souvent des réseaux cérébraux plus vastes. LogSync mesure l’activité cérébrale et en extrait des biomarqueurs de réseau, notamment l’intensité des oscillations et la synchronisation des signaux entre plusieurs régions. Un algorithme d’apprentissage automatique utilise ensuite ces informations pour reconnaître des états comme l’engagement cognitif ou l’activation émotionnelle, puis déclencher une stimulation à des moments précis. L’équipe a testé le dispositif sur des enregistrements humains issus d’expériences psychiatriques antérieures, puis sur des rats à l’Université du Minnesota, où la puce a suivi les oscillations et produit des signaux de stimulation à des phases cérébrales prédéfinies. L’un des principaux défis était de réaliser ces calculs complexes dans une puce implantable très limitée en énergie. Les chercheurs ont co-conçu le matériel et les algorithmes, puis introduit des calculs logarithmiques pour simplifier l’analyse des signaux. Le système, d’environ 4 millimètres sur 2, consomme moins de 200 microwatts, une consommation inférieure à celle de nombreuses interfaces neuronales implantables. Le travail s’inscrit dans une aide de 6,6 millions de francs suisses du National Institute for Mental Health américain pour développer des implantés capables de mesurer et contrôler les réseaux oscillatoires liés aux troubles de l’humeur et de l’anxiété. Bien que validée pour la psychiatrie, la technologie pourrait aussi servir la stimulation adaptative pour les troubles du mouvement, la stimulation non invasive en boucle fermée ou les interfaces par ultrasons focalisés. Le laboratoire explore également des méthodes d’apprentissage automatique capables d’apprendre directement à partir des enregistrements neuronaux, avec l’objectif de rapprocher des interfaces neuronales intelligentes de la clinique. Ces efforts s’inscrivent aussi dans la stratégie de la spin-off de l’EPFL Infera Neuro, cofondée par Mahsa Shoaran.