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Un bras prothétique qui agit comme un vrai
Une nouvelle technique qui capitalise sur les nerfs restants permet aux amputés de contrôler intuitivement leur membre prothétique, leur offrant un bien meilleur niveau de contrôle que les prothèses traditionnelles.
Un nouveau type de bras robotique répond aux mêmes signaux neuronaux qu'un bras humain, donnant à son porteur une meilleure dextérité.
Dans un article publié aujourd'hui dans La Lancette , des scientifiques du Rehabilitation Institute of Chicago ont décrit une procédure de transplantation chirurgicale de nerfs de l'épaule au muscle de la partie supérieure de la poitrine d'une femme qui avait perdu son bras dans un accident de moto. Les nerfs détournés se sont ensuite développés dans le muscle, ce qui a amplifié les messages une fois envoyés aux muscles du bras et de la main ; ces signaux sont lus par des capteurs sur le membre prothétique et traduits en mouvement. Le patient a également développé un degré surprenant de perception sensorielle dans la partie supérieure de la poitrine, qui, selon les scientifiques, sera la clé de la prochaine génération de prothèses.
Il est encourageant de voir que même après une amputation, la même intention de déplacer le membre peut être exploitée pour contrôler un membre prothétique de la même manière que le membre était auparavant contrôlé, dit Leigh Hochberg , neurologue au Massachusetts General Hospital, à Boston, qui a écrit un commentaire accompagnant l'article.
La plupart des bras artificiels sont contrôlés par les muscles restants près du membre amputé. Mais les 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. Todd poussin et ses collègues du Rehabilitation Institute of Chicago ont développé une nouvelle méthode plus intuitive pour contrôler les prothèses qui capitalise sur les nerfs restants, qui transportent toujours des signaux neuronaux destinés au membre perdu.
Les scientifiques ont transplanté dans la partie supérieure de la poitrine des nerfs moteurs et sensoriels qui, avant l'amputation, auraient voyagé de l'épaule aux muscles du bras et de la main. Dans les mois qui ont suivi l'opération, les nerfs transplantés se sont développés dans le muscle thoracique, déclenchant éventuellement des contractions musculaires de l'épaule lorsque la patiente a pensé à bouger sa main ou son coude. Les scientifiques ont ensuite cartographié le schéma précis de l'activité musculaire qui se produisait lorsque le patient exécutait mentalement des mouvements spécifiques, tels que saisir ou déplacer le coude. Liberating Technologies, une entreprise de prothèses, a ensuite fabriqué un membre prothétique spécialisé, programmé pour détecter l'activité musculaire générée par les nerfs transplantés et l'utiliser pour contrôler le mouvement d'un coude, d'un poignet et d'une main motorisés.
La patiente a pu utiliser son nouveau bras en quelques jours, devenant quatre fois plus rapide aux tests de mouvement qu'elle ne l'était avec sa prothèse traditionnelle. Elle a signalé que le nouvel appareil était beaucoup plus facile et plus naturel à utiliser, et qu'elle pouvait bouger la main, le poignet et le coude simultanément. Il s'agit d'une approche vraiment innovante qui a le potentiel d'améliorer le contrôle des personnes utilisant ces prothèses myoélectriques, déclare Robert Kirsch , directeur associé du Functional Electrical Stimulation Center du Louis Stokes Veterans Affairs Medical Center, à Cleveland.
L'une des découvertes les plus excitantes a peut-être été la capacité sensorielle étonnamment raffinée que la patiente a développée dans sa poitrine. (La patiente décrite dans l'article était la troisième à subir la procédure de transplantation nerveuse, mais elle a été la première à avoir des nerfs sensoriels transplantés en plus des nerfs moteurs.) Lorsque la zone a été touchée, elle a eu l'impression que sa main manquante avait été touché, et elle a finalement développé une faible sensation de son majeur lorsqu'elle a touché une partie particulière de sa poitrine.
Les scientifiques disent que cette capacité sensorielle est une étape importante pour la prochaine génération de membres prothétiques. Des capteurs ou une technologie haptique pourraient être placés dans les doigts d'un bras robotique et transmettre des signaux à la poitrine, permettant au patient de ressentir la sensation rencontrée par le membre prothétique. Cela fournirait le retour sensoriel - non présent dans les prothèses standard - qui nous permet de saisir une tasse de café en polystyrène sans l'écraser ou de déposer une tasse de soupe si elle est trop chaude. Au lieu de faire des commandes comme un robot, cela pourrait en fait ressembler à une partie du corps, explique Kirsch.
D'autres scientifiques développent actuellement des dispositifs implantables similaires, permettant potentiellement un niveau de contrôle plus fin. Kirsch, par exemple, développe un dispositif qui serait implanté sur le muscle pour détecter directement l'activité musculaire, puis transmettre sans fil les signaux d'activité à une prothèse, une approche qui, selon lui, fournira une entrée plus stable au membre robotique.
Richard Normann , un neuroscientifique de l'Université de l'Utah qui a été le pionnier du développement de petits réseaux d'électrodes capables d'enregistrer des signaux neuronaux sophistiqués, travaille sur un appareil qui, une fois implanté sur le nerf, pourrait enregistrer les signaux des axones individuels dans la fibre nerveuse, fournissant ainsi un ensemble plus nuancé de signaux de commande. Il espère avoir une version fonctionnelle à tester chez certains des patients de Kuiken dans environ deux ans. Il n'est pas déraisonnable de croire qu'un amputé pourrait avoir un bras qu'il finira par croire et utiliser comme un bras existant, dit Normann. Ce n'est pas la réalité aujourd'hui, bien sûr, mais ce n'est plus un fantasme.