Une équipe d’ingénieurs de l’EPFL a développé une technologie qui pourrait restaurer partiellement la vision chez les aveugles.

Pouvoir redonner la vue à des aveugles semble relever du miracle, voire de la science-fiction. Et pourtant, cela a toujours été l’un des plus grands défis des scientifiques. Diego Ghezzi, titulaire de la chaire Medtronic en neuroingénierie (LNE) à la Faculté des sciences de l’ingénieur de l’EPFL, a fait de cette question un axe de recherche.

Depuis 2015, lui et son équipe développent un implant rétinien qui fonctionne avec des lunettes intelligentes équipées d’une caméra et un micro-ordinateur. « Notre système est conçu pour donner aux personnes aveugles une forme de vision artificielle en utilisant des électrodes pour stimuler leurs cellules rétiniennes », explique Diego Ghezzi.

Un ciel étoilé

La caméra intégrée aux lunettes intelligentes capture des images dans le champ de vision du porteur et envoie les données à un micro-ordinateur placé dans l’un des embouts de la lunette. Le micro-ordinateur transforme les données en signaux lumineux qui sont transmis aux électrodes de l’implant rétinien. Les électrodes stimulent alors la rétine de telle sorte que le porteur voit une version simplifiée, en noir et blanc, de l’image. Cette version simplifiée est constituée de points lumineux qui apparaissent lorsque les cellules de la rétine sont stimulées. Toutefois, le porteur doit apprendre à interpréter les nombreux points lumineux afin de distinguer les formes et les objets. « C’est comme lorsque vous regardez les étoiles dans le ciel nocturne – vous pouvez apprendre à reconnaître des constellations spécifiques. Les patients aveugles verraient quelque chose de similaire avec notre système », précise Diego Ghezzi.

Des simulations, pour l’instant

Le seul problème est que le système n’a pas encore été testé sur des humains. L’équipe de recherche doit d’abord être certaine de ses résultats. « Nous ne sommes pas encore autorisés à implanter notre dispositif sur des patients humains, car l’obtention de l’autorisation médicale prend beaucoup de temps. Mais nous avons mis au point un processus pour le tester virtuellement – une sorte de solution de rechange », assure Diego Ghezzi. Plus précisément, les ingénieurs ont mis au point un programme de réalité virtuelle capable de simuler ce que les patients verraient avec les implants. Leurs résultats viennent d’être publiés dans la revue Communication Materials.

Champ de vision et résolution

Deux paramètres sont utilisés pour mesurer la vision : le champ de vision et la résolution. Les ingénieurs ont donc utilisé ces deux mêmes paramètres pour évaluer leur système. Les implants rétiniens qu’ils ont mis au point contiennent 10 500 électrodes, chacune servant à générer un point lumineux. « Nous ne savions pas si cela serait trop ou pas assez d’électrodes. Nous devions trouver le bon nombre pour que l’image reproduite ne soit pas trop difficile à distinguer. Les points doivent être suffisamment éloignés les uns des autres pour que les patients puissent en distinguer deux proches l’un de l’autre, mais il doit y en avoir suffisamment pour que la résolution de l’image soit suffisante », explique Diego Ghezzi.

Les ingénieurs ont également dû s’assurer que chaque électrode pouvait produire un point lumineux de manière fiable. Pour Diego Ghezzi: « Nous voulions nous assurer que deux électrodes ne stimulent pas la même partie de la rétine. Nous avons donc effectué des tests électrophysiologiques consistant à enregistrer l’activité des cellules ganglionnaires de la rétine. Et les résultats ont confirmé que chaque électrode active bien une partie différente de la rétine. »

L’étape suivante consistait à vérifier si 10 500 points lumineux offraient une résolution suffisante – et c’est là qu’est intervenu le programme de réalité virtuelle. « Nos simulations ont montré que le nombre choisi de points, et donc d’électrodes, fonctionne bien. En utiliser davantage n’apporterait aucun avantage réel aux patients en termes de définition », met en lumière Diego Ghezzi.

Les ingénieurs ont également effectué des tests avec une résolution constante mais des angles de champ de vision différents. « Nous avons commencé à cinq degrés et avons ouvert le champ jusqu’à 45 degrés. Nous avons constaté que le point de saturation se situe à 35 degrés – l’objet reste stable au-delà de ce point », explique Diego Ghezzi. Toutes ces expériences ont démontré que la capacité du système n’a pas besoin d’être améliorée davantage et qu’il est prêt pour les essais cliniques. Mais l’équipe devra attendre encore un peu avant que sa technologie puisse être implantée chez de vrais patients. Pour l’instant, la restauration de la vision reste du domaine de la science-fiction.

https://actu.epfl.ch/news/retinal-implants-can-give-artificial-vision-to-the/

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1741-2552/abb5bc