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Les chercheurs de Stanford travaillent depuis des années à l’avancement d’une technologie qui pourrait un jour aider les personnes paralysées à retrouver l’usage de leurs membres, et permettre aux amputés d’utiliser leurs pensées pour contrôler leurs prothèses et interagir avec les ordinateurs.

La pensée pour contrôler les prothèses

L’équipe s’est concentrée sur l’amélioration d’une interface cerveau-ordinateur, un dispositif implanté sous le crâne à la surface du cerveau d’un patient. Cet implant relie le système nerveux humain à un dispositif électronique qui pourrait, par exemple, aider à rétablir un certain contrôle moteur chez une personne souffrant d’une lésion de la moelle épinière ou d’une maladie neurologique comme la sclérose latérale amyotrophique, également appelée maladie de Lou Gehrig.
La génération actuelle de ces dispositifs enregistre une énorme quantité d’activité neuronale, puis transmet ces signaux cérébraux à un ordinateur par l’intermédiaire de fils. Mais lorsque les chercheurs ont essayé de créer des interfaces cerveau-ordinateur sans fil, il fallait tellement de puissance pour transmettre les données que les appareils généraient trop de chaleur pour la sécurité des patients.

Le chemin vers un appareil sans fil

Maintenant, une équipe dirigée par les ingénieurs électriciens et neuroscientifiques Krishna Shenoy et Boris Murmann, et la neurochirurgienne et neuroscientifique Jaimie Henderson, a montré comment il serait possible de créer un dispositif sans fil, capable de collecter et de transmettre des signaux neuronaux précis, mais en utilisant un dixième de la puissance requise par les systèmes filaires actuels. Ces dispositifs sans fil auraient un aspect plus naturel que les modèles câblés et donneraient aux patients une plus grande liberté de mouvement.
Les neuroscientifiques de l’équipe ont identifié les signaux neuronaux spécifiques nécessaires pour contrôler un dispositif prothétique, tel qu’un bras robotique ou un curseur d’ordinateur. Les ingénieurs électriciens de l’équipe ont ensuite conçu le circuit qui permettrait à une future interface cerveau-ordinateur sans fil de traiter et de transmettre ces signaux soigneusement identifiés et isolés, en utilisant moins d’énergie et en rendant ainsi l’implantation du dispositif à la surface du cerveau plus sûre.

Tester cette approche

Pour tester leur idée, les chercheurs ont recueilli des données neuronales auprès de trois primates non humains et d’un participant humain dans le cadre d’un essai clinique (BrainGate). Pendant que les sujets effectuaient des mouvements, comme le positionnement d’un curseur sur un écran d’ordinateur, les chercheurs ont pris des mesures. Les résultats ont validé leur hypothèse selon laquelle une interface sans fil pouvait contrôler avec précision les mouvements d’un individu en enregistrant un sous-ensemble de signaux cérébraux spécifiques à l’action, plutôt que d’agir comme un dispositif câblé et de collecter les signaux cérébraux en grande quantité. La prochaine étape consistera à construire un implant basé sur cette nouvelle approche et à procéder à une série de tests en vue de l’objectif final.
Cette recherche a été publié dans Nature Biomedical Engineering.
Source : Stanford University
Crédit photo : Pexels