Dans les cliniques de réadaptation, un nouveau rôle possible pour les interfaces cerveau-ordinateur

Huit paraplégiques qui ont utilisé leurs pensées pour faire fonctionner un exosquelette robotisé ont retrouvé une sensation et un contrôle partiels sur leurs jambes, selon une étude qui indique un nouveau type possible de thérapie de réadaptation.

L'étude, publiée aujourd'hui dans Rapports scientifiques , fait suite à un spectacle très médiatisé lors de la Coupe du monde 2014 au Brésil dans lequel un patient paralysé a été montré à la télévision utilisant un exosquelette robotique contrôlé par le cerveau pour frapper un ballon de football.

Le projet Walk Again, comme on l'appelle, est dirigé par Miguel Nicolelis, un neuroscientifique d'origine brésilienne et professeur de longue date à l'Université Duke, dont le travail provocateur sur les interfaces cerveau-ordinateur a suscité fanfare et scepticisme.

Un patient se déplace avec l'aide de l'exosquelette robotique contrôlé par le cerveau.

Les huit patients, qui avaient tous une lésion complète de la moelle épinière, c'est-à-dire qu'ils étaient paralysés et n'avaient aucune sensation sous la lésion, se sont entraînés deux fois par semaine pendant un an à l'aide d'une interface cerveau-ordinateur pour contrôler soit un avatar vu à travers des lunettes de réalité virtuelle, soit un harnais robotique.

Il existe de plus en plus de preuves qu'un tel biofeedback, comme l'observation d'un avatar que vous contrôlez, peut aider les gens à se remettre de blessures, y compris d'accidents vasculaires cérébraux. L'approche qu'ils visent est d'améliorer les signaux neurologiques pour induire la plasticité, la guérison du cerveau, explique Bolu Ajiboye, chercheur en interface cerveau-ordinateur de l'Université Case Western.

Au cours de l'étude, les patients portaient des casquettes qui enregistraient leurs ondes cérébrales, ou signaux EEG, qu'ils utilisaient pour diriger les mouvements d'une figure humaine affichée sur un casque Oculus Rift. Les patients sont ensuite passés à l'utilisation d'un exosquelette robotique qui bougeait leurs jambes, les aidant à se lever ou à marcher sur un tapis roulant.

Nicolelis dit qu'après la formation, les patients ont pu bouger volontairement leurs jambes, même légèrement, pour la première fois depuis des années. Ils ont également retrouvé une certaine sensation de toucher dans leurs membres inférieurs. À la fin de l'étude, la moitié des patients étaient passés d'un diagnostic clinique de lésion complète de la moelle épinière à paraplégiques incomplets. Lors d'une conférence téléphonique avec des journalistes, Nicolelis a qualifié les résultats de la première étude utilisant une interface cerveau-machine à long terme qui rend compte d'une sorte de récupération partielle.

Un patient apprend à contrôler un avatar en réalité virtuelle via des ondes cérébrales.

On ne sait pas exactement pourquoi ces techniques peuvent aider. Une théorie est que lorsque les gens font des efforts répétés pour modifier volontairement leur signal EEG, cela peut aider à rétablir les connexions aux fibres nerveuses restantes sous la zone de la blessure. Nous avons peut-être ravivé les nerfs restants pour pouvoir envoyer des messages du cerveau des patients à la périphérie, dit Nicolelis.

Jose Contreras-Vidal, ingénieur à l'Université de Houston qui étudie également l'utilisation d'interfaces cerveau-machine pour alimenter des exosquelettes, a déclaré que l'étude de Nicolelis ne permet pas de savoir laquelle des six techniques d'entraînement différentes utilisées aurait pu causer l'amélioration. Cela signifie que la technique ne peut pas être appliquée immédiatement par les centres de réadaptation tant qu'elle n'est pas mieux comprise.

Il est vraiment difficile de relier les composants spécifiques aux avantages, a déclaré Contreras-Vidal. Maintenant, nous devons nous asseoir et démêler ces effets.

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