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Quand les prothèses deviennent sensibles

par Etienne Henri

La perte d’un membre est toujours une expérience traumatisante.

Outre les complications médicales immédiates – fort heureusement bien traitées dans les pays disposant de systèmes de santé compétents –, les conséquences sur les gestes de la vie quotidienne sont, elles, permanentes.

Un nouveau pas vers l’homme bionique…

Pour les patients, disposer d’une prothèse permet de retrouver une vie quasi-normale. Depuis plusieurs décennies, nous avons fait d’énormes progrès sur ces dispositifs médicaux. Les nouvelles prothèses sont plus légères, plus solides, mieux tolérées par le corps humain et, parfois, motorisées.

Les prothèses robotisées permettent aux porteurs d’effectuer quelques gestes élémentaires avec leurs membres artificiels, mais leur pilotage restait jusqu’ici difficile. Il nécessitait l’implantation de dispositifs invasifs et un long processus d’apprentissage de la part du patient.

A quelques jours d’intervalle, deux universités ont annoncé avoir réalisé deux percées majeures dans le domaine de la prosthétique. Elles ont réussi à créer des membres artificiels qui se connectent aux faisceaux nerveux existants, ouvrant le champ à des possibilités encore jamais vues.

Le miracle de la réutilisation des nerfs 

L’Université du Michigan est parvenue à brancher directement une prothèse mécanique sur des nerfs sectionnés lors d’amputations.

Grâce à une technique inédite mêlant greffe de cellules musculaires et microélectrodes, les chercheurs sont parvenus à collecter, amplifier et traiter en temps réel les faibles signaux transitant sur les faisceaux nerveux pourtant sectionnés.

La plasticité cérébrale des patients et l’intelligence artificielle embarquée dans les prothèses ont fait le reste. Après seulement trois mois, les volontaires étaient capables de contrôler de façon naturelle leur prothèse doigt par doigt.

prothèse de main

L’interface directe avec les nerfs moteurs permet des miracles de précision
Crédit : University of Michigan

Quelques jours plus tard, en Suède, les scientifiques de la Chalmers University of Technology annonçaient une percée équivalente, cette fois-ci sur les nerfs sensitifs.

La première prothèse sensible et fiable 

Dans une étude publiée dans le New England Journal of Medicine, les scientifiques suédois ont relaté le retour d’expérience de trois de leurs patients.

Ces derniers, déjà équipés de prothèses motorisées, se sont vu implanter une interface supplémentaire. Grâce à des capteurs de pression électroniques “branchés” sur les nerfs sensitifs, les patients ont pu percevoir un retour sensoriel de leur prothèse. Ce mécanisme similaire à celui utilisé dans les rétines artificielles, intégré pour la première fois dans une prothèse, permet au cerveau de reproduire les étapes naturelles d’un mouvement.

Schéma de la prothèse neuro-musculo-squelettique suédoise

Schéma de la prothèse neuro-musculo-squelettique suédoise
Crédit : Chalmers University of Technology

Déplacer une prothèse uniquement mécanisée revient à conduire les yeux fermés sur une route connue. La sortie de route n’est pas 100 % garantie, mais elle survient fréquemment. De même, sans sensations tactiles ou de proprioception, les déplacements des prothèses mécanisées sont toujours un peu maladroits. Les patients doivent avoir recours à d’autres sens, comme la vue, pour savoir quand interrompre leurs mouvements.

Avec une interface sensorielle, une rétroaction naturelle se met en place. Ici encore, la plasticité cérébrale fait des miracles : aucun entraînement spécifique n’a été nécessaire et les utilisateurs ont pu améliorer leur performance jour après jour en se contentant d’utiliser leur membre artificiel.

Si d’autres intégrations capteurs/nerfs avaient déjà eu lieu par le passé, c’est la première fois qu’un tel dispositif est longuement (des années) implanté in vivo. L’étude suédoise a été publiée après sept ans d’utilisation de ces prothèses, et aucun effet indésirable n’a été constaté.

Un nouveau pas vers l’homme bionique

Nous savons faire depuis des décennies des machines plus puissantes, plus endurantes et même plus sensibles que le corps humain. Le seul obstacle à leur intégration au vivant réside dans l’interface homme-machine… et l’intégration bidirectionnelle naturelle et relativement peu intrusive réalisée par les chercheurs ouvre de nouveaux horizons.

En plus de nous offrir des perspectives futuristes en termes d’intégration homme-machine, ces techniques d’interface nerveuse développées par les chercheurs apportent deux bonnes nouvelles d’ordre thérapeutique. Tout d’abord, ces intégrations sensorielles semblent diminuer l’occurrence du syndrome du membre fantôme, ce mécanisme par lequel des patients amputés ressentent démangeaisons et douleurs parfois insupportables alors même que leur membre n’existe plus. Retrouvant des stimulations nerveuses, le cerveau n’est plus perturbé par les nerfs laissés à l’abandon et reprend son fonctionnement normal.

La seconde bonne nouvelle est que l’équipe suédoise n’a implanté l’interface sensorielle dans les prothèses que récemment. Malgré plusieurs années à n’utiliser que les capacités motrices de la prothèse, le cerveau des volontaires a conservé toute sa capacité à interpréter les signaux nerveux une fois ceux-ci rétablis.

Cela signifie qu’il serait potentiellement possible d’équiper des patients même amputés depuis plusieurs années ! Cette amélioration rétroactive des prothèses donnera de l’espoir aux milliers de personnes dont le confort quotidien est aujourd’hui amoindri – et ouvrira un marché colossal aux medtechs de la prosthétique.

 

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