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La restauration de la vision chez les personnes aveugles grâce à un implant cérébral est sur le point de devenir une réalité. Des découvertes récentes à l’Institut néerlandais des neurosciences (NIN), montrent que des implants à haute résolution récemment mis au point, dans le cortex visuel, permettent de reconnaître des formes et des perceptions induites artificiellement.

Des implants à haute résolution 

L’idée de stimuler le cerveau via un implant pour générer des perceptions visuelles artificielles n’est pas nouvelle, et remonte aux années 1970. Cependant, les systèmes existants ne sont capables de générer qu’un petit nombre de « pixels » artificiels à la fois.
À l’INN, les chercheurs d’une équipe dirigée par Pieter Roelfsema utilisent maintenant de nouvelles technologies de production et de pose d’implants, l’ingénierie des matériaux de pointe, la fabrication de micropuces et la microélectronique, pour mettre au point des dispositifs plus stables et plus durables que les implants précédents. Les premiers résultats sont très prometteurs.

La stimulation électrique

Lorsque la stimulation électrique est envoyée au cerveau par une électrode implantée, elle génère la perception d’un point de lumière à un endroit particulier de l’espace visuel, appelé « phosphène ». L’équipe a développé des implants à haute résolution composés de 1024 électrodes et les a implantés dans le cortex visuel de deux singes voyants.
Leur but était de créer des images interprétables en délivrant une stimulation électrique simultanément via plusieurs électrodes, afin de générer un percept composé de plusieurs phosphènes. « Le nombre d’électrodes que nous avons implantées dans le cortex visuel, et le nombre de pixels artificiels que nous pouvons générer pour produire des images artificielles de haute résolution, est sans précédent », explique M. Roelfsema.

Reconnaître les points, les lignes et les lettres

Les singes ont d’abord dû effectuer une simple tâche comportementale dans laquelle ils ont fait des mouvements des yeux pour signaler l’emplacement d’un phosphène, qui a été provoqué lors d’une stimulation électrique par une électrode.
Ils ont également été testés sur des tâches plus complexes, notamment une tâche de direction de mouvement, dans laquelle la micro-stimulation était délivrée sur une séquence d’électrodes, et une tâche de discrimination de lettres, dans laquelle la micro-stimulation était délivrée sur 8 et 15 électrodes simultanément, créant une perception sous la forme d’une lettre. Les singes ont réussi à reconnaître des formes et des perceptions, y compris des lignes, des points mobiles et des lettres, en utilisant leur vision artificielle.
« Notre implant est en interface directe avec le cerveau, contournant ainsi les étapes précédentes de traitement visuel via l’œil ou le nerf optique. Ainsi, à l’avenir, cette technologie pourrait être utilisée pour la restauration de la basse vision chez les personnes aveugles, qui ont subi une blessure ou une dégénérescence de la rétine, de l’œil ou du nerf optique, mais dont le cortex visuel reste intact », explique Xing Chen, chercheur postdoctoral dans l’équipe de Roelfsema.

Un dispositif neuroprothétique

Cette recherche jette les bases d’un dispositif neuroprothétique qui pourrait permettre aux personnes profondément aveugles, de retrouver une vision fonctionnelle et de reconnaître des objets, de naviguer dans des environnements peu familiers, et d’interagir plus facilement dans des contextes sociaux, améliorant ainsi leur indépendance et leur qualité de vie.
Cette recherche a été publiée dans Science.
Source : Netherlands Institute for Neuroscience
Crédit photo : StockPhotoSecrets

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