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Les patients testent un bras prothétique avancé
En réarrangeant chirurgicalement les nerfs qui se connectent normalement au membre perdu, les médecins ont développé un moyen intuitif pour les patients amputés de contrôler un bras robotique.
Un patient teste un prototype de membre prothétique développé par la DARPA. Crédit : DEKA Recherche et développement et The Rehabilitation Institute of Chicago
Todd Kuiken et ses collègues du Rehabilitation Institute of Chicago ont signalé pour la première fois la technique chez un seul patient en 2007, et maintenant ils l'ont testée chez plusieurs autres patients. Les patients ont tous pu contrôler avec succès la prothèse avancée, qui comprend des épaules, des coudes, des poignets et des mains motorisés. Ils pouvaient déplacer le bras dans l'espace, imiter les mouvements de la main et ramasser une variété d'objets, notamment un verre d'eau, un biscuit délicat et un pion roulant sur une table. (Trois patients sont montrés utilisant le bras dans la vidéo ci-dessous.) Les résultats sont rapportés aujourd'hui dans Journal de l'Association médicale américaine .
Les prothèses de bras motorisées les plus couramment utilisées aujourd'hui cooptent les mouvements d'épaule existants pour contrôler la main, le coude ou le poignet sur le membre. Ces appareils peuvent être frustrants et lents : l'utilisateur doit contracter consciemment ces muscles pour déclencher un mouvement, et un seul mouvement peut être effectué à la fois.
Kuiken a développé un tout nouveau type d'interface. À l'aide d'une procédure chirurgicale appelée réinnervation musculaire ciblée, les chirurgiens transfèrent les nerfs qui transmettaient auparavant des signaux au membre amputé vers les muscles de la poitrine et du bras. Les nerfs détournés se développent ensuite dans les muscles, qui se contractent lorsque le patient pense à déplacer le membre perdu. Ces signaux sont lus par des capteurs sur le membre prothétique et traduits en mouvement.
Trois patients qui ont subi l'opération ont testé un prototype de bras en cours de développement par le programme de prothèse révolutionnaire de la Defense Advanced Research Project Agency (DARPA) (voir la vidéo ci-dessous). Ils pouvaient contrôler l'appareil de manière fiable en seulement deux semaines.
La vitesse ainsi que la précision des mouvements représentent des améliorations substantielles par rapport aux systèmes myoélectriques précédents, écrit Gérald Loeb , médecin et scientifique au département de génie biomédical et de neurologie de l'Université de Californie du Sud, dans un éditorial d'accompagnement. Encore plus important, cependant, est la facilité avec laquelle les patients ont appris à effectuer des tâches nécessitant des mouvements coordonnés dans plus d'une articulation.
Kuiken et ses collègues travaillent à ajouter une rétroaction sensorielle au système en transplantant des nerfs qui transportaient autrefois des signaux sensoriels du bras amputé au cerveau. Ce type de retour est particulièrement important pour déterminer, par exemple, la force à utiliser pour saisir un verre sans le casser. Les chercheurs ont déjà montré que les patients qui ont eu ce nerf transplanté peuvent ressentir des sensations dans la poitrine de la main perdue. Ils visent finalement à ajouter des capteurs aux doigts prothétiques, qui pourraient traduire des informations tactiles aux nerfs transplantés, donnant au patient l'impression d'avoir une vraie main.