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Rebrain : quand l’intelligence artificielle guide la neurochirurgie

Dans le domaine de la neurochirurgie, les innovations naissent au plus près des patients, au cœur des hôpitaux et des laboratoires publics. Rebrain en est une illustration emblématique.

Issue du CHU de Bordeaux, de l’université de Bordeaux et d’Inria, la start-up ambitionne de transformer une étape clé des chirurgies neurologiques : le ciblage des zones du cerveau à traiter par stimulation cérébrale profonde ou par des techniques de lésion, telles que les ultrasons focalisés guidés par IRM et la radiochirurgie, déterminante pour des pathologies majeures comme la maladie de Parkinson ou le tremblement essentiel.

De la salle d’opération à la recherche : une rencontre décisive

Tout commence au bloc opératoire. Face à des patients atteints de maladies neurodégénératives sévères, le Pr Emmanuel Cuny, Professeur de neurochirurgie de l’université de Bordeaux et praticien hospitalier renommé du CHU de Bordeaux, est confronté à une limite majeure la stimulation cérébrale profonde (voir encadré). Malgré son efficacité, elle reste une chirurgie complexe, longue et encore trop peu accessible. Dans ces interventions, tout repose sur un point critique, celui de la précision du ciblage cérébral. Une erreur de quelques millimètres peut entraîner des conséquences directes sur les résultats cliniques. Au même moment, au centre Inria Bordeaux – Sud-Ouest, Nejib Zemzemi, Docteur en mathématiques appliquées et calcul scientifique, travaille sur des modèles mathématiques capables de résoudre des problèmes complexes en santé. Leur rencontre en 2015 marque le début d’un projet commun : utiliser les données d’imagerie pour anticiper, avant même l’intervention, la meilleure zone à stimuler pour chaque patient.

Derrière cette intuition se cache un enjeu de santé publique majeur. Dans le monde, plus de 6,3 millions de personnes vivent avec la maladie de Parkinson et environ 39 millions souffrent de tremblement essentiel. Pourtant, moins de 3 % des patients éligibles bénéficient aujourd’hui d’une stimulation cérébrale profonde.  Les interventions restent lourdes et encore largement dépendantes de techniques nécessitant la participation active du patient pendant l’opération.

Emmanuel Cuny : Co-fondateur, CMO & President du CA - Nejib Zemzemi : Co-fondateur, CSO & CTO - David Caumartin : CEO

La stimulation cérébrale profonde (SCP)

La stimulation cérébrale profonde est un traitement médical invasif consistant à implanter chirurgicalement dans le cerveau des électrodes, connectées à un boîtier mis en place sous la peau et qui délivre un courant électrique de faible intensité dans certaines structures spécifiques situées en profondeur de cet organe. Les sites stimulés varient selon l'indication : ce traitement peut en effet être utilisé pour traiter des maladies neurologiques, telles que la maladie de Parkinson, les tremblements ou les dystonies, mais aussi plus rarement des troubles psychiques résistants aux autres formes de traitements, tels que des formes sévères de TOC ou de dépression.

> un exemple de tremblement essentiel traité par SCP

> un exemple de SCP on/off avec la maladie de Parkinson

Transformer la recherche en solution clinique

Pour répondre aux limites de la SCP, les deux chercheurs décident d’unir leurs expertises pour développer une technologie capable de déterminer, à partir de l’IRM du patient, les zones cérébrales optimales à cibler. S’ensuivent plusieurs années de recherche consacrées au développement de métamodèles supervisés, à l’exploitation de données cliniques et à la validation d’un logiciel, alors appelé OptimDBS. Après plus de dix ans de travaux, la preuve de concept est démontrée. Reste alors à franchir un cap essentiel en transformant cette avancée scientifique en une innovation clinique concrète.

Dès 2018, Inria investit 100 000 euros pour développer une première version utilisable en environnement clinique. À partir de 2020, la  SATT Aquitaine s’engage pleinement dans le projet en investissant 226 000 euros pour financer la maturation technologique et clinique, protéger la propriété intellectuelle (1 brevet) et accompagner à la stratégie de transfert via la création d’une start-up. Grâce à cet accompagnement, le projet passe du statut de recherche académique à celui d’innovation prête pour le marché.

Le 4 janvier 2021, Rebrain est officiellement créée par Emmanuel Cuny et Nejib Zemzemi. Dans le même temps, la start-up signe une licence exclusive avec la SATT Aquitaine, actant le transfert des résultats de recherche vers le monde économique. Les premiers mois sont consacrés à structurer l’offre technologique, et à préparer les premières étapes de développement. Cette même année la start-up est récompensée au concours d’innovation i-lab.

OptimDBS : l’IA au service du geste chirurgical

Au cœur de la solution se trouve OptimDBS, une plateforme hébergée en ligne basée sur l’intelligence artificielle. Elle permet d’analyser automatiquement les images IRM, d’identifier les cibles cérébrales optimales et de proposer une planification chirurgicale personnalisée. Cette innovation transforme profondément la pratique en réduisant le temps des interventions, en améliorant la qualité de vie des patients, en standardisant les pratiques médicales, en diminuant les coûts hospitaliers et en augmentant le nombre de patients traités. Plusieurs centaines de patients ont déjà bénéficié de cette technologie.

Une montée en puissance rapide

En quelques années, Rebrain franchit des étapes majeures. La solution obtient le marquage CE ainsi que des autorisations réglementaires aux États-Unis et est progressivement déployée dans plus de 60 centres à travers le monde, avec plus de 1 200 ciblages déjà effectués. La start-up est également distinguée lors du concours d’innovation i-Nov en 2023, confirmant la pertinence de son approche. En 2024, elle réalise une levée de fonds de 3,7 millions d’euros afin d’accélérer son développement international. Les fondateurs affichent alors une ambition claire : « devenir le leader mondial du ciblage en stimulation cérébrale profonde, en rendant cette chirurgie plus accessible, plus sûre et plus efficace. »

À la suite de cette levée, Rebrain entre dans une phase de structuration et de passage à l’échelle. L’entreprise renforce ses équipes, s’entoure de profils expérimentés et déploie sa technologie dans un nombre croissant de centres, notamment à l’international. Elle structure également sa présence sur le marché américain, clé pour son expansion.  Parallèlement, les travaux cliniques se poursuivent, permettant d’améliorer continuellement la précision des algorithmes et de démontrer les bénéfices médico-économiques de la solution.

La start-up élargit aujourd’hui ses perspectives, en envisageant de nouvelles indications comme l’épilepsie, les addictions, la dépression ou les troubles obsessionnels compulsifs, et en explorant l’intégration de sa technologie avec d’autres modalités thérapeutiques telles que les ultrasons focalisés ou la radiochirurgie.

 

à suivre… de près

www.rebrain.eu

Les grandes dates de Rebrain

2015

/ Rencontre entre Emmanuel Cuny (PU-PH en neurochirurgie au CHU de Bordeaux) et Nejib Zemzemi (chercheur Inria)

/ Début des travaux de recherche sur le ciblage cérébral basé sur les données IRM

2018

/ Premier financement d’Inria : 100 k€ pour développer une version exploitable du logiciel OptimDBS

/ Dépôt des premières briques logicielles et avancées vers un usage clinique

2020

/ Engagement de la SATT Aquitaine dans la maturation du projet avec 226 k€ investis pour financer la preuve de concept technique et clinique

/ Structuration de la propriété intellectuelle (brevets, logiciel)

2021

/ Création de Rebrain (4 janvier) par Emmanuel Cuny et Nejib Zemzemi

/ Signature d’une licence exclusive avec la SATT Aquitaine

/ Lauréat du concours d’innovation i-lab

2022 – 2023

/ Développement du logiciel OptimDBS

/ Validation clinique progressive et enrichissement des bases de données patients

/ Structuration de l’offre et premières collaborations hospitalières

/ Lauréat du concours d’innovation i-nov

2024

/ Levée de fonds de 3,7 M€ pour accélérer le développement international

/ Renforcement de l’équipe et structuration de l’organisation

2025 – 2026

/ Déploiement dans plus de 60 centres à travers le monde

/ Plus de 1 000 interventions planifiées avec la solution

/ Accélération de la stratégie internationale (Europe, États-Unis)

/ Lancement Série-A