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Démo : Rétine artificielle
Au milieu des années 1980, le neuroophtalmologiste Joseph Rizzo III faisait des recherches sur les greffes de rétine pour restaurer la vision des personnes aveugles. Un jour, en retirant la rétine d'un animal de laboratoire, une membrane très fine qui tapisse l'arrière de l'intérieur du globe oculaire, il a eu une révélation. Au moment où j'ai fait la coupe, je me suis dit: 'Qu'est-ce que tu fous?', raconte Rizzo. Il s'est rendu compte qu'il coupait des connexions nerveuses qui sont en fait épargnées dans de nombreuses formes de cécité. Les cellules photosensibles de la rétine meurent dans la rétinite pigmentaire et la dégénérescence maculaire liée à l'âge, qui affectent des millions de personnes dans le monde ; mais les neurones voisins qui transportent les signaux de ces cellules vers le cerveau restent intacts. Rizzo a donc conçu une prothèse rétinienne - un implant qui prendrait un signal sans fil d'une caméra vidéo, contournerait les récepteurs de lumière et stimulerait directement les cellules nerveuses saines pour transmettre l'image au cerveau. Rizzo, travaillant au Massachusetts Eye and Ear Infirmary et au Boston VA Medical Center, s'est associé à l'ingénieur électricien du MIT John Wyatt Jr. pour poursuivre le projet. En 1988, ils ont lancé le Boston Retinal Implant Project, qui comprend aujourd'hui 27 chercheurs dans huit institutions. L'équipe a déjà effectué des tests humains à court terme et espère tester une prothèse permanente d'ici 2006. Wyatt et Rizzo ont récemment donné à la rédactrice en chef de TR Erika Jonietz un aperçu de leurs progrès.
un. Relais d'images. Dans une petite salle de travail sans fenêtre remplie de tables et d'équipements dans son laboratoire du MIT, Wyatt explique comment une image en temps réel est capturée et transmise à la prothèse rétinienne. Pendant qu'il parle, un scientifique invité nommé Shawn Kelly modélise les parties externes du système. L'idée : une petite caméra vidéo numérique du commerce (les chercheurs n'en ont pas encore choisi) serait montée sur une paire de lunettes. Pendant que l'utilisateur regardait autour de lui, un émetteur - maintenant juste une bobine de fils, attachée à un circuit imprimé qui sera emballé et porté sur une ceinture - enverrait des images sans fil de la caméra à l'implant dans son œil. Voici la bobine émettrice, dit Wyatt, soulignant deux anneaux de cuivre concentriques collés sur l'écouteur des lunettes. À l'aide d'ondes radio, dit-il, la bague intérieure envoie les données à la prothèse, tandis que la bobine extérieure lui envoie de l'énergie.
Cette histoire faisait partie de notre numéro de septembre 2004
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deux. Message reçu. En plaçant les lunettes à côté d'un modèle de globe oculaire, Wyatt montre comment la bobine émettrice s'aligne avec une bobine réceptrice similaire sur l'implant, qui se trouve à la surface de l'œil. Dans notre conception, nous plaçons presque toute la masse de l'implant à l'extérieur du globe oculaire, explique Wyatt. Pendant des années, nous avons voulu tout mettre à l'intérieur. Mais l'œil n'aime pas les choses à l'intérieur ; c'est pourquoi il n'a pas de fermeture éclair. Entre 1998 et 2000, l'équipe a réalisé une série d'expériences avec un implant interne, plaçant des électrodes à l'intérieur des yeux de volontaires aveugles pendant quelques heures et tirant les électrodes selon différents modèles de test. Les gens ont vu des taches et parfois des lignes, mais ils n'ont pas vu autant que nous l'avions espéré, dit Wyatt. Nous pensons que les gens pourraient mieux voir s'ils avaient plus de temps à consacrer à l'implant et apprenaient vraiment à l'utiliser. L'équipe a donc travaillé à la mise au point d'une prothèse mieux adaptée à un usage permanent. La conception actuelle en dehors du globe oculaire en est le résultat. L'implant est attaché à la surface de l'œil avec de petites sutures pour l'empêcher de se déplacer lorsque l'œil se déplace normalement dans son alvéole. La seule chose qui pénètre dans l'œil est un petit réseau d'électrodes de 10 micromètres d'épaisseur, de deux millimètres de large et de trois millimètres de long. Le réseau se glisse sous la rétine, où les électrodes stimulent les cellules nerveuses survivantes en réponse aux images de la caméra, fournissant une petite zone de vision.
3. Vision synthétique. Wyatt retire l'implant du modèle et le pose sur un circuit imprimé à proximité pour mieux voir. Un polymère souple et blanchâtre qui se moule à l'œil forme sa base. L'électronique se trouve sur le pentagone en haut. Wyatt pointe vers un petit carré noir dans cette région qui agit comme le cerveau de l'implant. Cette puce, conçue dans son laboratoire, reçoit les données d'image et l'alimentation de l'émetteur et détermine le schéma de déclenchement des électrodes qui recréera au mieux l'image de la caméra. Au bas d'une mince pièce de connexion en polymère se trouvent la bobine réceptrice et, à sa gauche, sur une bande transparente et flexible, le réseau d'électrodes lui-même.
Quatre. Se rapprocher . Rizzo déplace l'implant sous une loupe pour examiner la matrice. Il se compose actuellement de seulement 15 électrodes, chacune de 400 micromètres de diamètre. Une électrode entraînera un groupe de cellules nerveuses à proximité, explique Rizzo. Bien que cela ne fournisse qu'une petite zone de vision à basse résolution, Rizzo pense que cela l'aidera à atteindre son premier objectif : améliorer la qualité de vie des personnes aveugles en leur permettant de se promener plus facilement dans des zones inconnues qu'avec des cannes – et une canne est jolie bien, dit-il. Après 16 ans de recherche, Rizzo et Wyatt savent qu'atteindre même cet objectif limité sera un pas de géant dans la vision artificielle.