211service.com
Brain Chip aide les quadriplégiques à déplacer des bras robotiques avec leurs pensées
Une patiente paralysée équipée d'une puce cérébrale implantée a pu utiliser un bras robotisé pour atteindre et ramasser une bouteille de café, la rapprocher suffisamment de son visage pour qu'elle puisse boire avec une paille, puis remettre la bouteille sur la table.
Le patient tétraplégique a été équipé d'un implant cérébral électronique qui peut entraîner un bras robotique pour atteindre et saisir des objets ( voir la vidéo ). Une étude publiée aujourd'hui dans la revue La nature montre que les personnes dotées de puces cérébrales peuvent utiliser les appareils pour effectuer des tâches tridimensionnelles complexes qui pourraient être utiles dans la vie quotidienne. De plus, les électrodes implantées peuvent enregistrer des signaux neuronaux pendant cinq ans, soit plus longtemps qu'on ne le pensait. Dans des études précédentes, les patients utilisant des implants cérébraux ont pu déplacer un curseur sur un écran, mais pas effectuer des mouvements compliqués avec des objets dans le monde réel.
Les résultats sont les dernières annonces d'une équipe dirigée par John Donoghue, un neuroscientifique à l'Université Brown. Donoghue et ses collaborateurs avaient signalé en 2006 que les patients paralysés par des lésions de la moelle épinière pouvaient utiliser des interfaces cerveau-machine pour piloter le mouvement des curseurs sur un écran et effectuer des mouvements simples d'ouverture et de fermeture avec une main robotique. Maintenant, les chercheurs ont montré qu'une interface cerveau-machine peut diriger des tâches plus complexes. Non seulement les gens peuvent contrôler un curseur d'ordinateur, mais ils peuvent contrôler des appareils très complexes comme un bras robotique qui peut exécuter les fonctions que notre propre bras peut faire, dit Donoghue.
L'implant cérébral est un petit réseau de quatre millimètres de chaque côté (environ la taille d'un bébé aspirine, dit Donoghue) avec 96 électrodes en forme de cheveux s'étendant d'un côté. L'appareil se trouve à la surface du cerveau et les électrodes pénètrent d'un millimètre dans la région de contrôle des bras du cortex moteur. L'implant enregistre les impulsions de dizaines de neurones. L'intention d'un patient de bouger génère ces impulsions, qui sont ensuite transmises à un ordinateur qui traduit les schémas d'activité électrique en commandes pouvant contrôler un bras robotique.
Ce qui me frappe dans cette étude, c'est qu'elle montre bien, pour la première fois chez des patients humains, que vous pouvez utiliser ces signaux pour contrôler un robot important pour les activités de la vie quotidienne d'un patient, explique Andrew Jackson, neuroscientifique à l'Université de Newcastle. Les chercheurs affirment que les améliorations algorithmiques dans la détection des schémas d'activité dans le cerveau et l'interprétation de ces schémas ont été la clé de cette avancée.
L'objectif de l'essai clinique pilote est de développer des technologies qui peuvent restaurer la capacité de communiquer et de se déplacer et de donner l'indépendance aux personnes atteintes de maladies ou de blessures neurologiques. Jusqu'à présent, sept patients se sont inscrits à l'essai. Les deux participants à ce dernier travail ont tous deux souffert d'accidents vasculaires cérébraux du tronc cérébral qui les ont rendus incapables de parler ou de bouger leurs membres. Au moment de l'étude, un patient avait l'implant depuis cinq mois, l'autre depuis plus de cinq ans.
La longévité des implants démontre que l'appareil peut capter des signaux utilisables du cerveau pendant des années, un sujet de préoccupation sur le terrain. Lorsque vous mettez quelque chose dans le cerveau, il y a une réaction à la présence de cet appareil, explique Donoghue. Les cellules sont endommagées ou déplacées par les électrodes, et le cerveau peut former du tissu cicatriciel autour d'elles. Mais il ne semble pas que la réaction du cerveau soit un obstacle à l'enregistrement, dit Donoghue.
Pourtant, le signal s'est détérioré avec le temps. Même s'ils enregistrent des signaux cinq ans après la mise en place du réseau, les signaux ne sont pas aussi stables au jour le jour, explique Jackson. Il souligne que le tissu gélatineux du cerveau se déplace à l'intérieur de notre crâne et qu'un implant rigide et fixe peut forcer le cerveau à se déformer autour de lui. Si les signaux changent de jour en jour, [un patient] aurait-il besoin de recalibrer le système au jour le jour ?
Pour l'instant, l'implant doit être branché sur une configuration externe, mais les chercheurs de Brown et les chercheurs de Microsystèmes Blackrock dans l'Utah (qui fabrique les implants) travaillent sur des versions sans fil qui sont testées sur des animaux. Donoghue espère que les implants pourront éventuellement entraîner une stimulation électrique des propres muscles d'un patient, évitant ainsi le besoin de bras robotiques. De telles expériences se sont révélées prometteuses chez les primates non humains (par exemple, voir un étude récente de la Northwestern University ).