Des chercheurs mettent au point une nouvelle prothèse fonctionnant par la pensée

06 mars 2020 à 10h41
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Prothèse main
© Evan Dougherty/Université du Michigan

Les prothèses devant remplacer des membres perdus se multiplient et se perfectionnent. L'un des principaux obstacles étant de transmettre un signal électrique du cerveau jusqu'à la prothèse, les scientifiques s'intéressent à la transmission de ce signal par la pensée. De tels prototypes autour de ce principe ont déjà vu le jour.

Cette fois, des scientifiques américains sont parvenus à mettre au point un modèle de prothèse plus durable et plus précis. Leur appareil aurait permis d'amplifier des signaux nerveux à un niveau sans précédent.


Amplification de signaux

La plupart des prothèses actuelles enregistrent les signaux qui parcourent les muscles laissés intacts après une amputation. Cependant, ces modèles ne sont pas exempts de défauts. Si un muscle manque, les personnes amputées peuvent apprendre certains mouvements, mais ceux-ci seront moins intuitifs. En outre, si le membre amputé s'échappe de la prothèse, celle-ci doit être recalibrée.

Au lieu d'enregistrer les signaux des muscles, la prothèse utilise une nouvelle interface et s'intéresse aux signaux nerveux, des signaux qui sont normalement trop faibles pour être utilisés par les prothèses. L'appareil repose donc sur un ensemble de minuscules greffes qui doivent les amplifier pour mieux les « écouter ». Sur le site de l'université du Michigan, on apprend que ceci « implique de minuscules greffes musculaires et des algorithmes d'apprentissage automatique empruntés au domaine de l'interface cerveau-machine ».

Cette interface, de type RPNI (pour regenerative peripheral nerve interface) vient d'être testée une première fois chez un homme. Elle a montré une grande précision dans la transmission des gestes depuis le cerveau de la personne, mais aussi une grande stabilité de cette précision dans le temps.


Une prothèse plus durable

Pour Gregory Clark, un ingénieur neuronal de l'Université de l'Utah non impliqué dans la recherche, le projet « ouvre de nouvelles opportunités pour un meilleur contrôle » des futures prothèses. Paul Cederna, professeur en chirurgie plastique et en ingénierie biomédicale a renchéri : « Il s'agit de la plus grande avancée en matière de contrôle moteur pour les personnes amputées depuis de nombreuses années. [...] Avec (cette prothèse), nous avons pu fournir certains des contrôles prothétiques les plus avancés que le monde ait connus ». D'après le rapport de l'étude, l'interface RPNI pourrait fournir des prothèses à la plupart des personnes ayant perdu un membre supérieur, y compris celles dont l'amputation a été réalisée près de l'épaule.

L'approche, qui consiste donc à amplifier les signaux perçus dans le bras, a permis d'observer les tout premiers signaux électriques relevant du millivolt dans un nerf. L'équipe de Paul Cederna indique que les signaux qu'elle avait repérés jusque-là dans les nerfs étaient généralement compris entre 5 et 50 microvolts. La publication ajoute que « leur interface a déjà duré des années, (alors que) d'autres se dégradent en quelques mois à cause du tissu cicatriciel ».

Un test clinique est désormais envisagé : l'équipe est à la recherche de personnes acceptant de participer à son programme de tests.

Source : Science Mag
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