le-membre-prothétique-le-plus-avancé-au-monde(1)
Pour la première fois, les personnes amputées d’un bras peuvent éprouver des sensations de toucher avec une prothèse de bras contrôlée par l’esprit qu’elles utilisent dans la vie de tous les jours. Une étude fait état de trois patients suédois qui ont vécu pendant plusieurs années avec cette nouvelle technologie, l’une des interfaces les plus avancées au monde entre l’homme et la machine.

Une prothèse qui permet de ressentir

Cette avancée est unique : les patients ont utilisé une prothèse contrôlée par l’esprit dans leur vie quotidienne pendant sept ans. Ces dernières années, ils ont également vécu avec une nouvelle fonction – les sensations de toucher dans la main prothétique. Il s’agit d’un nouveau concept pour les membres artificiels, appelés prothèses neuro-musculosquelettiques, car ils sont reliés aux nerfs, aux muscles et au squelette de l’utilisateur.
Cette recherche a été menée par Max Ortiz Catalan, professeur associé à l’université de technologie de Chalmers, en collaboration avec l’hôpital universitaire Sahlgrenska, l’université de Göteborg et Integrum AB, tous situés à Göteborg, en Suède. Des chercheurs de l’université de médecine de Vienne en Autriche et du Massachusetts Institute of Technology aux États-Unis ont également participé à ces travaux.
« Notre étude montre qu’une main prothétique fixée à l’os et contrôlée par des électrodes implantées dans les nerfs et les muscles peut fonctionner de manière beaucoup plus précise que les mains prothétiques ordinaires. Nous avons encore amélioré l’utilisation de cette prothèse en intégrant une rétroaction sensorielle tactile que les patients utilisent pour déterminer la force avec laquelle ils peuvent saisir ou presser un objet. Au fil du temps, la capacité des patients à discerner ces petits changements dans l’intensité des sensations s’est améliorée », explique Max Ortiz Catalan.

Une technologie unique

Ce nouveau concept de prothèse neuro-musculo-squelettique est unique en ce sens qu’il présente plusieurs caractéristiques différentes qui n’ont pas été combinées dans aucune autre technologie prothétique au monde. Ce membre est :

  • Directement liée aux nerfs, aux muscles et au squelette d’une personne.
  • Contrôlé par l’esprit et procure des sensations qui sont perçues par l’utilisateur comme provenant de la main manquante.
  • Autonome ; toute l’électronique nécessaire est contenue dans la prothèse, de sorte que les patients n’ont pas besoin de transporter de matériel ou de piles supplémentaires.
  • Sûre et stable à long terme ; cette technologie a été utilisée sans interruption par les patients dans leurs activités quotidiennes, sans supervision des chercheurs, et elle n’est pas limitée à des environnements confinés ou contrôlés.

ajustement-de-la-prothèse
« Actuellement, les capteurs ne sont pas l’obstacle pour restaurer la sensation », explique Max Ortiz Catalan. « Le défi consiste à créer des interfaces neuronales capables de transmettre de façon transparente au système nerveux de grandes quantités d’informations collectées artificiellement, de telle sorte que l’utilisateur puisse éprouver des sensations de façon naturelle et sans effort ».

Comment cette technologie fonctionne

Le système d’implant pour la prothèse de bras est appelé e-OPRA et est basé sur le système d’implant OPRA créé par Integrum AB. Ce système d’implant ancre la prothèse au squelette dans le moignon du membre amputé, par un processus appelé ostéointégration. Des électrodes sont implantées dans les muscles et les nerfs à l’intérieur du moignon et le système e-OPRA envoie des signaux dans les deux sens entre la prothèse et le cerveau, comme dans un bras biologique.
Cette prothèse est contrôlée par l’esprit, par le biais des signaux électriques musculaires et nerveux envoyés par le moignon du bras et captés par les électrodes. Les signaux sont transmis à l’implant, qui traverse la peau et se connecte à la prothèse. Les signaux sont ensuite interprétés par un système de contrôle intégré développé par les chercheurs. Le système de contrôle est suffisamment petit pour tenir dans la prothèse et il traite les signaux à l’aide d’algorithmes d’intelligence artificielle sophistiqués, ce qui donne des signaux de contrôle des mouvements de la main prothétique.
Les sensations de toucher proviennent de capteurs de force situés dans la prothèse du pouce. Les signaux des capteurs sont convertis par le système de commande de la prothèse en signaux électriques qui sont envoyés pour stimuler un nerf du moignon. Le nerf mène au cerveau, qui perçoit alors les niveaux de pression contre la main. L’implant neuro-musculo-squelettique peut se connecter à n’importe quelle prothèse de bras disponible dans le commerce, ce qui lui permet de fonctionner plus efficacement.

Comment la sensation artificielle est ressentie

Les personnes qui perdent un bras ou une jambe éprouvent souvent des sensations fantômes, comme si la partie manquante du corps était présente, bien qu’elle ne soit plus physiquement présente. Lorsque les capteurs de force du pouce de cette prothétique réagissent, les patients de cette étude ont l’impression que la sensation provient de leur main fantôme. L’endroit précis où se trouve la main fantôme varie d’un patient à l’autre, en fonction des nerfs du moignon qui reçoivent les signaux. Le niveau de pression le plus bas peut être comparé au contact de la peau avec la pointe d’un crayon. À mesure que la pression augmente, la sensation devient plus forte et de plus en plus « électrique ».
Cette recherche a été publiée dans New England Journal of Medicine.
Source : Chalmers University of Technology
Crédit photos : Capture d’écran (vidéo)

Le membre prothétique le plus avancé au mondemartinTechnologie
Pour la première fois, les personnes amputées d'un bras peuvent éprouver des sensations de toucher avec une prothèse de bras contrôlée par l'esprit qu'elles utilisent dans la vie de tous les jours. Une étude fait état de trois patients suédois qui ont vécu pendant plusieurs années avec cette nouvelle...