Ian Burkhart, tétraplégique a eu la possibilité de bouger ses doigts et sa main par sa propre pensée, grâce à la technologie Neurobridge
Dans ce qui est présenté comme une première mondiale, un homme tétraplégique a eu la possibilité de bouger ses doigts et sa main avec ses propres pensées grâce à l’implantation d’un dispositif électronique dans son cerveau et un manchon de stimulation musculaire.
Faisant partie d’un système de neurostimulation surnommé « Neurobridge, » la technologie contourne essentiellement la moelle épinière endommagée et reconnecte directement le cerveau aux muscles.
Le système Neurobridge, qui a été développé par l’organisation à but non lucratif en R&D, Battelle suite à un travail qui a commencé il y a une dizaine d’années, utilise des algorithmes pour effectivement «apprendre» l’activité du cerveau de l’utilisateur.
Le système décode des impulsions nerveuses provenant du cerveau et les convertit en signaux qui sont ensuite transmis à un manchon spécialement mis au point, de stimulation d’électrode à haute définition, attaché au membre paralysé.
Le manchon stimule ensuite les bons muscles pour effectuer les mouvements désirés, et tout ce qui est pensé, est transformé en une activité qui se déroule en un dixième de seconde.
« C’est un peu comme un pontage coronarien, mais au lieu de contourner le sang, nous contournons effectivement les signaux électriques », a déclaré Chad Bouton, directeur de recherche au Battelle. «Nous prenons ces signaux du cerveau, en passant autour de la lésion, et les envoyons directement aux muscles »
Neurobridge n’est en aucun cas le premier système à implanter des électrodes dans le corps et à apporter de l’espoir aux personnes souffrant de paralysie. En 2011, un homme paralysé depuis la poitrine vers le bas a fait ses premiers pas hésitants après qu’un ensemble d’électrodes de stimulation ait été implanté dans son corps.
Au lieu de passer par le système nerveux, l’implant a fourni une stimulation électrique directe en continue à la partie inférieure de la moelle épinière qui commande le mouvement des hanches, des genoux, des chevilles et des orteils, pour imiter les signaux que le cerveau envoie habituellement pour amorcer le mouvement.
L’année suivante, en 2012, le système expérimental d’interface neuronale BrainGate a permis à une femme paralysée de boire une tasse de café en utilisant un bras robotisé. Egalement en 2012, les chercheurs de la Northwestern University ont développé une prothèse neuronale qui a restauré le mouvement complexe de mains paralysés de singes.
Il s’agissait de l’implantation d’un ensemble de multiples électrodes directement dans le cerveau des singes qui décodaient des signaux et les relayaient à un dispositif fonctionnel de stimulation électrique qui fournissait un courant électrique aux muscles paralysés.
Mais Neurobridge est le seul système selon l’entreprise, en mesure de contourner la moelle épinière et de fournir une stimulation directe des muscles d’un patient humain à l’aide de ses propres pensées.
Le premier patient qui a utilisé le dispositif de dérivation neuronale Neurobridge est Ian Burkhart, un jeune homme de 23 ans de Dublin, dans l’Ohio aux Etats-Unis, qui a devenu paralysé il y a quatre ans suite à un accident de plongée. Ian Burkhart a vu la chance de participer à l’essai clinique approuvé par la FDA au Wexner Medical Center de l’Ohio State en tant que moyen possible d’aider d’autres personnes souffrant de blessures de la moelle épinière.
Ian Burkhart a reçu le dispositif Neurobridge – un capteur micro-puce plus petit qu’un pois – implanté dans la zone du cortex moteur de son cerveau lors d’une opération de trois heures plus tôt cette année.« La chirurgie a nécessité l’implantation précise du capteur micro-puce dans la zone du cerveau de Ian qui contrôle son bras et les mouvements de sa main », a déclaré le Dr Ali Rezai du Wexner Centre.
Après l’opération, les chercheurs ont travaillé sur le moyen d’organiser une séquence correcte des électrodes à stimuler pour permettre à Ian Burkhart de bouger ses doigts et sa main de manière fonctionnelle.
Contrairement à d’autres dispositifs qui stimulent simplement les zones de motricité pour fournir la tension musculaire, le dispositif Neurobridge cible spécifiquement les muscles individuels correspondant aux impulsions nerveuses individuelles.
En tant que tel, les chercheurs ont dû faire la différence entre les signaux neuronaux qui faisaient fonctionner des éléments comme les muscles de rotation de sa main, ceux qui sont employés pour fermer le poing, ou ceux qui sont utilisés pour réunir les doigts ensemble.
Puis, une fois que les signaux ont été triés, chaque signal a été connecté à sa place appropriée sur le manchon de stimulation pour gérer l’ensemble correct des muscles. Une fois que ces subtilités ont été configurées, Ian a finalement réussi à bouger sa main et utiliser ses doigts sous son propre contrôle de la pensée.
Cela a pris dix ans, aux chercheurs pour développer Neurobridge à ce point depuis la détection initiale des impulsions de la pensée via un réseau d’électrodes implantées dans le cerveau d’une personne paralysée, et l’équipe va continuer à définir et améliorer la technologie.
Le programme en cours au Centre Médical Wexner comprend quatre autres patients potentiels qui se sont portés volontaires pour participer et ils espèrent, eux aussi, voir d’autres avantages de cette percée en termes de stimulation électrique des muscles contrôlée par la pensée.
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