Des chercheurs australiens ont fabriqué une interface cerveau-ordinateur implantable (BMI: brain-marchine interface) qui peut donner aux gens souffrant de lésions de la moelle épinière, la capacité de marcher à nouveau en utilisant la puissance de leurs propres pensées. Constitué d’une électrode à base d’endoprothèse (stent), connue sous le nom « stentrode », implantée dans un vaisseau sanguin du cerveau d’un patient, avec une source d’alimentation et un émetteur inséré sous la peau à l’avant de l’épaule, le nouveau système crée un BMI invasif au minimum qui est capable de traduire les pensées en action.
Le dispositif bionique fait cela en détecter certains types d’activité neuronale et les transmet à un processeur, qui fournit alors les signaux pour déplacer les propres membres du destinataire via l’utilisation d’un exosquelette ou contrôler des bras ou des jambes artificielles alimentées en énergie. À peu près de la taille d’un trombone ordinaire, le stentrode est apte à être implanté dans le cerveau d’une personne sans nécessité d’intervention chirurgicale majeure – à la place, il est introduit dans la tête à l’aide d’un cathéter qui serpente à travers une artère à partir de la jambe.
«Cette technologie est vraiment passionnante», assure le professeur Terry O’Brien, chef du Département de médecine de l’Université de Melbourne à l’Hôpital Royal de Melbourne. « C’est la première fois que nous avons été en mesure de démontrer et de développer un dispositif qui peut être implanté sans avoir besoin d’une grosse opération, pour enregistrer chroniquement l’activité cérébrale. L’avantage le plus évident est pour les gens qui sont paralysés suite à un accident vasculaire cérébral ou de la moelle épinière. C’est simple et non invasif et beaucoup plus sûr pour les patients « .
Construit à partir de nitinol – un alliage moderne de nickel et de titane – le dispositif est prévu pour être implanté lors du premier essai sur l’homme à l’Hôpital Royal Melbourne en 2017, et la société espère que le nouveau dispositif sera hautement biocompatible. Au cours des essais précliniques utilisant des moutons, le dispositif a été présenté comme capable de capturer des signaux de haute qualité et exploitables par une machine à partir du cortex moteur du cerveau, et plutôt que d’être rejeté par les tissus vivants, il s’est fondu dans les veines du destinataire.
« A mesure que le dispositif a été absorbé dans la paroi de la veine après environ neuf jours, les signaux électriques ont continué à devenir plus clairs et forts, jusqu’à 190 hertz, aussi forts que les signaux enregistrés précédemment avec une chirurgie du cerveau invasive et complexe, » a déclaré le professeur Clive May, depuis le Florey Institute of Neuroscience and Medical Health qui a mené les essais cliniques sur les moutons.
Chaque stentrode récupère l’activité électrique expédiée depuis quelques 10000 neurones individuels, puis délivre ces signaux par des fils qui passent en dehors du cerveau, à travers le cou et dans un système de transmission sans fil implanté sur la partie supérieure du thorax en face de l’épaule. La transmission résultante peut alors être transformée en signaux de commande pour un exosquelette ou une prothèse.
De cette façon, les bénéficiaires pourront acquérir la capacité de marcher ou de se déplacer une fois de plus en entrainant leurs pensées afin qu’elles correspondent à l’action des dispositifs sous leur commandement sans fil, qui finalement – on espère- se traduiront en des mouvements qui deviendront aussi naturels et sans effort comme que quelqu’un avec la pleine utilisation de ses propres membres.
Selon les chercheurs, les premiers bénéficiaires humains de ce nouveau dispositif seront probablement les plus jeunes souffrant de graves lésions de la moelle épinière subies environ six mois à un an avant l’implantation, et qui sont également des candidats appropriés pour les jambes des exosquelettes. Ce groupe de personnes a probablement été choisi parce qu’elles sont les plus aptes à faire face à la chirurgie, ont des temps de récupération plus rapides, et sont généralement plus prompts à répondre au traitement. Ils seront également choisis en fonction de leur détermination, leur volonté et leur physiologie, selon l’ingénieur biomédical Dr Nicholas Opie de l’Université de Melbourne.
Mais pour une large commercialisation, cependant, cela pourrait nécessiter encore quelques années avant que les personnes atteintes de paralysie puissent demander spécifiquement cette procédure.
« Le processus pour obtenir l’approbation commerciale de nouveaux dispositifs médicaux est un processus long, et donc cela pourrait demander encore 5 à 7 ans » a déclaré le Dr Thomas Oxley, neurologue à l’Université de Melbourne, au Florey Institute et au Royal Melbourne Hospital, et actuellement chargé de la neurochirurgie endovasculaire à l’Hôpital du Mount Sinai. « Et pendant ces cinq ans, nous ferons des essais cliniques plus vastes sur près de 30 à 40 personnes. Donc, nous espérons que la solution sera sur le marché en 2022. »
Le dispositif est le résultat d’une collaboration entre les chercheurs de l’Université de Melbourne, du Royal Melbourne Hospital et l’Institut des neurosciences et de santé mentale de Florey. Les résultats de leurs recherches ont été publiés récemment dans la revue Nature Biotechnology.
https://www.thermh.org.au/news/new-device-get-people-paralysis-back-their-feet
http://www.nature.com/nbt/journal/vaop/ncurrent/full/nbt.3428.html
https://pursuit.unimelb.edu.au/articles/moving-with-the-power-of-thought
