À un homme de 39 ans a été implantée une prothèse de crâne en plastique transparent, une « fenêtre » qui permet de voir son cerveau. Le patient avait subi un grave traumatisme crânien après une chute et il avait été nécessaire de lui enlever la moitié de sa boîte crânienne. C’est la première fois au monde qu’une telle intervention est réalisée. À quoi sert la prothèse transparente et pourquoi est-elle considérée comme révolutionnaire.
Crédit : Todd Patterson / Université de Californie du Sud
Pour la première fois dans l’histoire de la médecine, une prothèse de crâne en plastique transparent a été implantée, ce qui permet d’observer le cerveau du patient de l’extérieur. Un homme de 39 ans – Jared Hager – a été le premier à en bénéficier, après avoir subi un grave traumatisme crânien à la suite d’une mauvaise chute en skateboard. Même si l’image qui vient à l’esprit peut sembler un peu macabre, rappelant des expériences et des personnages de romans de science-fiction, il s’agit en réalité d’une approche révolutionnaire avec plusieurs implications cliniques et de recherche. En plus de permettre une meilleure compréhension du fonctionnement du cerveau humain, une « fenêtre » de ce type permet aux médecins de surveiller d’éventuelles complications se développant après des interventions nécessitant la suppression de parties de la boîte crânienne. La principale raison de la conception de cette prothèse réside dans le test d’une technologie appelée imagerie échographique fonctionnelle (fUSI), capable de recueillir des données d’imagerie (scans) et de l’activité électrique cérébrale à haute résolution de manière moins invasive, plus sûre et économique que les techniques standard.
Une équipe de recherche américaine dirigée par des scientifiques de la Keck School of Medicine de l’Université de Californie du Sud a implanté la première prothèse de crâne en plastique transparent au monde et a testé l’efficacité de la technique fUSI. Les ingénieurs de la société Longeviti Neuro Solutions ont collaboré au développement matériel de la prothèse. Les chercheurs, coordonnés par le professeur Charles Liu, ont commencé à travailler sur le cas de Jared Hager en 2019, lorsque le jeune homme a eu l’accident grave. Bien que le retard ait permis aux chercheurs de l’impliquer dans un projet expérimental basé précisément sur l’insertion d’une solide prothèse crânienne transparente en polyméthacrylate de méthyle (PMMA), un type de plastique utilisé par exemple pour les phares de voiture, les lentilles de contact et d’autres produits médicaux et commerciaux.
Malgré une perte de qualité dans les données des scans réalisés avec la prothèse transparente, les informations recueillies se sont avérées extrêmement valides et précieuses, capables d’éviter au patient l’introduction d’électrodes intracrâniennes et d’autres procédures invasives, coûteuses et risquées. « La fidélité a évidemment diminué, mais, ce qui est important, notre recherche a montré qu’elle est encore assez élevée pour être utile. Contrairement à d’autres plateformes d’interface cerveau-ordinateur, qui nécessitent l’implantation d’électrodes dans le cerveau, celle-ci a beaucoup moins de barrières à l’adoption », a déclaré le professeur Liu dans un communiqué de presse. La résolution a également été supérieure à celle de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf).
De nombreux patients ayant besoin d’interventions comme celle subie par Hager finissent par développer des problèmes neurologiques, une démence et d’autres troubles, en plus de courir le risque de développer des caillots sanguins sous les prothèses (donc invisibles). Grâce à la fenêtre transparente, les médecins peuvent mieux surveiller l’état de santé du cerveau, poser des diagnostics plus précis et donc proposer des traitements appropriés et opportuns. La prothèse de Hager a une épaisseur totale de 4 millimètres et une petite section de 2 millimètres, nécessaire à la technologie fUSI (basée sur les ultrasons) pour sonder le tissu cérébral sous-jacent. Il s’agit actuellement d’une procédure expérimentale, mais à l’avenir, les prothèses crâniennes transparentes pourraient être largement utilisées en raison de leurs multiples avantages. Sans oublier qu’elles peuvent bien sûr être recouvertes de faux cuir chevelu et d’autres solutions similaires, n’étant exposées que lors des contrôles. Les détails de la recherche « Functional ultrasound imaging of human brain activity through an acoustically transparent cranial window » ont été publiés dans la revue Science Translational Medicine.