L’implant présenté dans la revue « Science » par l’équipe dirigée par Tyson Affalo et Richard Andersen présente la singularité de « lire » la volonté de faire tel ou tel mouvement. En effet, la neuroprothèse mise au point par les chercheurs du Caltech est capable de décrypter l’intention et de transmettre l’ordre à un membre artificiel.
Paralysé depuis plus de 12 ans suite à une section de moelle en C3-C4, le patient tétraplégique âgé de 34 ans, avec lequel les chercheurs du Caltech ont réalisé l’ensemble de leur travail, est de nouveau capable de boire seul ou de serrer la main. « J’ai été surpris par la facilité avec laquelle je pouvais contrôler le bras », déclare-t-il. Il s’entraîne désormais à contrôler le curseur d’un ordinateur avec le bras manipulateur.
Ce dispositif repose sur deux micro-électrodes fichées à deux endroits différents du cortex pariétal postérieur (CPP). « Le CPP se situe en amont dans le processus aboutissant à un mouvement ce qui fait que les signaux sont plus en rapport avec l’intention d’agir qu’à l’exécution même du mouvement », explique le Dr Richard Andersen, de l’équipe de Caltech.
Jusque-là les neuroprothèses existantes étaient implantées au niveau d’aire motrice, comme le cortex moteur primaire. Mais ces techniques permettent de réaliser des mouvements saccadés, ce qui ne semblent pas être le cas avec l’implant dans le CPP. Il est ainsi demandé au patient d’imaginer l’ensemble d’un mouvement (intention de prendre un verre d’eau) et non ses multiples et différentes séquences (allonger le bras, approcher la main du verre, serrer les doigts autour…)
Le travail des scientifiques a majoritairement reposé sur l’imagerie fonctionnelle et la mise en évidence de la cartographie des groupes neuronaux. Les chercheurs ont ainsi réussi à percer le secret du codage de mouvements intentionnels, des trajectoires et des types de mouvement. Il a également été constaté qu’alors que le patient était paralysé depuis plus de 10 ans, les neurones du CPP répondaient toujours à l’intention de faire un mouvement.
La neuroprothèse implantée dans le CPP marque une étape importante dans le développement de dispositifs d’assistance aux personnes handicapées. Néanmoins, des progrès restent à faire pour améliorer la durée des implants, affiner la stimulation nerveuse ou encore optimiser les algorithmes d’interprétation des signaux. Par ailleurs, le développement de système sans fil est particulièrement important pour diminuer le risque infectieux. Selon les spécialistes, il semblerait que la combinaison des différentes approches devrait permettre d’optimiser les neuroprothèses.
Un autre espoir venu de Californie
Grâce à une interface cerveau-machine, un jeune paraplégique depuis 5 ans par blessure médullaire complète (T6) a pu remarcher en laboratoire en contrôlant par son cerveau un dispositif externe d’électro-stimulation des jambes (Parastep). Après un entraînement sophistiqué, le jeune homme de 26 ans a pu marcher sur une distance de 3 à 4 mètres en utilisant le dispositif Parastep, contrôlé par électroencéphalogramme et interface cerveau-machine. « Nous montrons pour la première fois qu’une personne complètement paralysée des jambes par lésion médullaire peut parvenir à contrôler par le cerveau une orthèse de membre inférieur pour la marche », explique le Dr Zoran Nenadic, bio-ingénieur à l’université de Californie à Irvine. Le dispositif actuel, qui nécessite tout un équipement, ne peut être utilisé qu’en laboratoire. Par conséquent, l’équipe travaille à développer une version plus simplifiée et portable, qui pourrait être utilisée pour la réhabilitation des paraplégiques par blessure médullaire incomplète ou par AVC.
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