Les prothèses neurales passent au sans fil

Des scientifiques de l'Université Brown ont développé une version entièrement implantable d'une prothèse neurale utilisée pour traduire les signaux neuronaux du cerveau. Le but ultime est d'utiliser ce genre d'appareil pour permettre à des personnes gravement paralysées de contrôler un ordinateur ou un membre de robot avec leurs pensées. Les résultats des tests préliminaires sur les singes de la nouvelle version, dans lesquels les données sont transférées par laser à travers la peau, ont été présentés dimanche au Conférence de la Société des neurosciences à Chicago.

Interface sans fil : Une prothèse neurale entièrement implantable conçue pour capturer les signaux du cerveau et les utiliser pour contrôler un bras robotique ou un ordinateur. Crédit : David Borton

Un dispositif similaire, appelé BrainGate, a déjà été testé chez des personnes paralysées à la suite d'une lésion de la moelle épinière et d'un accident vasculaire cérébral. En 2006, John Donoghue et ses collaborateurs du Brown and Massachusetts General Hospital à Boston ont publié les résultats d'un essai clinique sur deux patients paralysés qui avaient subi une implantation chirurgicale d'un ensemble d'électrodes dans le cerveau. L'appareil a enregistré des signaux neuronaux du cortex moteur, qui ont ensuite été traduits en mouvement d'un curseur d'ordinateur à l'aide d'algorithmes spéciaux : les patients pouvaient déplacer le curseur autour d'un écran, effectuer des mouvements préliminaires avec un bras robotique et même contrôler un fauteuil roulant. Les scientifiques ont depuis testé deux patients supplémentaires, dont un avec l'implant pendant près de quatre ans.

Mais un inconvénient majeur de l'implant testé chez l'homme est le câblage volumineux qui sort du crâne, augmentant le risque d'infection et entravant la mobilité des patients. Pour créer une version sans fil, les scientifiques se sont tournés vers la technologie de l'industrie de la fibre optique, qui a développé des dispositifs permettant d'envoyer très rapidement de gros volumes d'informations à faible puissance. Le réseau d'électrodes implanté sur le cortex est connecté via un seul fil à une puce de transfert de données, qui est implantée sur le crâne. La puce possède un minuscule laser, de la taille d'un grain de sable, qui transmet des impulsions lumineuses rapides à travers la peau à un récepteur photodiode placé sur le cuir chevelu. Le récepteur reconvertit les signaux lumineux en signaux électriques et envoie les informations à un ordinateur.

L'appareil utilise une technologie de radiofréquence pour l'alimentation, similaire au système utilisé pour alimenter les implants cochléaires et d'autres technologies médicales implantées. Les scientifiques ont implanté le dispositif pour la première fois chez un singe il y a deux mois. Ils évaluent actuellement dans quelle mesure l'implant peut envoyer des informations neuronales, mais n'ont pas encore testé la capacité de l'animal à l'utiliser pour contrôler des appareils externes, dit David Borton , un étudiant diplômé de Brown qui a présenté la recherche. Borton dit qu'il est difficile de prédire combien de temps il faudra avant que la puce sans fil puisse être testée chez l'homme.

Pendant ce temps, Leigh Hochberg , un neurologue au Massachusetts General Hospital, à Boston, qui supervise les essais cliniques du dispositif BrainGate, affirme que son équipe a reçu l'autorisation d'implanter le dispositif chez 15 patients supplémentaires souffrant de lésions de la moelle épinière, du syndrome de verrouillage, un type spécifique de tronc cérébral accident vasculaire cérébral qui entraîne une paralysie sévère, une dystrophie musculaire et la SLA. Hochberg prévoit d'implanter un à deux patients par an.

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