Des prothèses que vous pouvez sentir

Une nouvelle technique chirurgicale mise au point par des chercheurs du MIT pourrait permettre aux membres prothétiques de fonctionner beaucoup plus comme des membres naturels. Avec l'aide de greffes musculaires et de la rétroaction des nerfs existants, les amputés pourraient sentir où se trouvent leurs prothèses dans l'espace et ressentir la force qui leur est appliquée.

Ce type de système pourrait aider à réduire le taux auquel les patients décident de rejeter leurs membres prothétiques, qui est d'environ 20 %.

Nous parlons d'une amélioration spectaculaire des soins aux patients, déclare Hugh Herr, SM '93, professeur d'arts et sciences médiatiques et auteur principal de l'étude. Il ajoute que jusqu'à présent, il n'existait aucune méthode neuronale robuste permettant à une personne utilisant une prothèse après l'amputation d'un membre de détecter où se trouve le membre prothétique dans l'espace ou de ressentir les forces qui lui sont appliquées.

Dans la nouvelle étude, parue dans Robotique scientifique , les chercheurs ont démontré chez le rat que leur technique génère une rétroaction sensorielle des muscles et des tendons vers le système nerveux, qui devrait être capable de transmettre des informations sur le placement d'un membre prothétique et les forces qui lui sont appliquées. Ils prévoient maintenant de commencer à mettre en œuvre cette approche chez les amputés humains, y compris Herr, dont les jambes ont été amputées sous le genou à l'âge de 17 ans.

La chirurgie vise à restaurer une partie de la base physique de la proprioception, le sens du corps de sa propre position et de son mouvement. La plupart des muscles qui contrôlent le mouvement des membres se trouvent dans ce que l'on appelle des paires agonistes-antagonistes : un muscle s'étire lorsque l'autre se contracte, et les deux renvoient des informations sensorielles au cerveau. Sans ces paires musculaires, qui sont sectionnées lors d'une amputation conventionnelle, les personnes qui utilisent des membres artificiels n'ont aucun moyen de détecter où se trouvent ces membres.

Ils doivent suivre visuellement leurs mains ou leurs membres, car il n'y a aucun retour de l'appareil ou du membre résiduel qui indique à leur cerveau où se trouvent leurs membres prothétiques dans l'espace, explique Shriya Srinivasan, étudiante diplômée du programme Harvard-MIT en Health Sciences and Technology (HST) et l'auteur principal de l'article.

Même après que les muscles sont sectionnés, cependant, les nerfs qui envoient des signaux au membre amputé restent intacts chez de nombreux amputés. Ces nerfs survivants sont la clé du nouveau système : ils peuvent être connectés à des paires de muscles greffés à partir d'une autre partie du corps et à un système de contrôle que le laboratoire de Herr est en train de développer, qui comprend un microprocesseur qui traduira les signaux nerveux en instructions pour déplacer le membre prothétique.

Lorsque le cerveau envoie des signaux demandant à un membre de bouger, l'un des muscles greffés se contracte et son agoniste s'étend, fournissant une rétroaction neuronale qui permet au patient de sentir où se trouve le membre dans l'espace.

En utilisant ce cadre, le patient n'aura pas à réfléchir à la façon de contrôler son membre artificiel, dit Herr. Lorsqu'un patient imagine bouger son membre fantôme, des signaux sont envoyés par les nerfs aux paires de muscles construits chirurgicalement. Les électrodes musculaires implantées capteront alors ces signaux pour le contrôle des moteurs synthétiques dans la prothèse externe.

cacher