Romain
Un homme de 40 ans tétraplégique suite à une lésion de la moelle épinière a recommencé à marcher grâce à une interface numérique qui relie le cerveau et la colonne vertébrale. Transforme l’activité cérébrale en stimulation électrique qui permet le mouvement.
Crédit : EPFL
Un Néerlandais de 40 ans a retrouvé une marche presque normale après 11 ans de paralysie grâce à un implant révolutionnaire. L’appareil crée un véritable pont numérique entre le cerveau et la colonne vertébrale du patient, contournant la lésion de la moelle épinière (partielle dans ce cas précis) et permettant ainsi à nouveau le mouvement. En termes très simples, l’équipement – encore expérimental et non commercial, donc encombrant et invasif – traduit les signaux moteurs du cerveau en une stimulation électrique des nerfs de la moelle épinière, déclenchant ainsi le mouvement volontaire, qui peut également être calibré en termes de Force. Plusieurs approches similaires basées sur la stimulation épidurale de la moelle épinière ou la stimulation électrique épidurale (EES) ont permis à des patients paralysés de marcher à nouveau, mais c’est la première fois qu’un mouvement volontaire est déclenché par la propre activité cérébrale du patient.
Le protagoniste de cette extraordinaire réussite médicale est le Néerlandais Gert-Jan Oskam, un homme qui, à l’âge de 29 ans, a été paralysé à la suite d’un terrifiant accident de vélo, qui lui a causé une lésion incomplète de la moelle épinière. Quelques années après la chute, le jeune homme s’associe à un projet expérimental visant précisément à réhabiliter des patients tétraplégiques par stimulation électrique. Grâce à un premier implant, l’homme a pu remarcher, mais non sans difficultés majeures. Par exemple, il ne pouvait marcher que sur des surfaces planes (pas d’échelles ni de marches), et il avait également des problèmes de mouvement du talon, de démarrage et d’arrêt. Il a donc décidé de se soumettre en « cobaye » au développement d’une nouvelle technologie aussi invasive qu’innovante, capable de transférer le contrôle des mouvements directement depuis le cerveau. A la base, l’idée des scientifiques était de créer un pont numérique entre un implant dans le cortex sensorimoteur du cerveau (dédié à la stimulation musculaire) et les nerfs de la moelle épinière.
Pour obtenir ce résultat, les chercheurs ont demandé au patient d’effectuer les mouvements souhaités avec ses pensées ; son activité cérébrale a été capturée et transformée en stimulation électrique, pour être délivrée sans fil à l’implant dans la moelle épinière. L’ensemble du mécanisme est piloté par une intelligence artificielle qui analyse et envoie ces signaux correctement, régulant l’ajustement du poids, la montée et la descente des jambes, les mouvements des articulations, etc. Le résultat est une démarche presque normale. En effet, grâce à ce nouvel implant, le quadragénaire marche désormais plus naturellement et peut même monter des escaliers, ce qui était impossible avec le précédent implant dans la moelle épinière.
Cette technologie révolutionnaire (nous le répétons, encore expérimentale) a été développée par une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques suisses de l’Université fédérale polytechnique de Lausanne (EPFL), qui ont collaboré étroitement avec des collègues de l’Université de Grenoble Alpes (France), du Département de Neurosciences Cliniques, Centre Hospitalier Universitaire de Lausanne (CHUV), la société Medtronic à Minneapolis (USA) et d’autres instituts. Les scientifiques, coordonnés par le professeur Grégoire Courtine, chercheur à l’Institut NeuroX – École des sciences de la vie de l’université suisse, expliquent que cette interface cerveau-rachis (BSI) peut être configurée en quelques minutes. « Il se compose de systèmes d’enregistrement et de stimulation entièrement implantés qui établissent un lien direct entre les signaux corticaux et la modulation analogique de la stimulation électrique épidurale ciblant les régions de la moelle épinière impliquées dans la production de la marche », expliquent-ils dans le résumé de l’étude.
Parmi les limites de la technologie à l’heure actuelle, il y a le fait qu’elle est très envahissante et lourde. En fait, deux électrodes ont été implantées dans le crâne de Gert-Jan Oskam pour entrer en contact avec le cortex sensorimoteur et transférer l’activité cérébrale à l’unité de contrôle dans la moelle. Mais le prototype est entre les mains d’une entreprise qui tente de miniaturiser les éléments afin de les rendre « commerciaux ». L’espoir est que cela aidera autant de personnes dans la quarantaine que possible, bien que les lésions de la moelle épinière ne soient pas toutes créées égales et ne soient donc pas une solution pour tout le monde. Curtine et ses collègues travaillent maintenant sur une approche similaire pour les membres supérieurs également. Les détails de la recherche « Marcher naturellement après une lésion de la moelle épinière en utilisant une interface cerveau-colonne vertébrale » ont été publiés dans la revue scientifique Nature.
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