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Une nouvelle technique aide les amputés à mieux contrôler leur neuroprothèse

Vidéo Des chercheurs de l'Université du Michigan ont mis au point une nouvelle technique qui permet aux personnes amputées de mieux contrôler leur neuroprothèse. Ils ont enrobé les nerfs périphériques, très souvent abîmés suite à l'amputation, d'une greffe de muscle pour amplifier leur signal électrique.
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Une nouvelle technique aide les amputés à mieux contrôler leur neuroprothèse
Une nouvelle technique aide les amputés à mieux contrôler leur neuroprothèse © University of Michigan

Des chercheurs de l'Université du Michigan ont mis au point une nouvelle technique qui permet aux personnes amputées d'un membre supérieur de mieux contrôler leur neuroprothèse. Elles peuvent ainsi effectuer intuitivement des mouvements beaucoup plus précis. Les participants à l'étude ont pu, par exemple, attraper des petits cubes ou remonter une fermeture éclair. Financés par la DARPA et les National Institutes of Health, leurs travaux ont été publiés le 4 mars 2020 dans la revue Science Translation Medicine.

 

Créer un signal électrique suffisamment fort

L'un des plus grands défis des prothèses contrôlées par le cerveau est de réussir à avoir un signal nerveux suffisamment fort et stable pour que la prothèse bionique fonctionne correctement. Les scientifiques savent déjà que les nerfs périphériques – dont le but est de faire circuler les informations entre les organes et le système nerveux central – sont les plus aptes à offrir le meilleur contrôle possible sur la prothèse. Mais ces nerfs sont petits et souvent affaibli par la cicatrice consécutive à l'amputation.

 

L'équipe de scientifiques a surmonté cette difficulté en enroulant de minuscules greffes musculaires, récoltées sur le quadriceps, autour des terminaisons nerveuses du bras amputé des participants à l'étude. Elles ont aidé à empêcher la croissance du tissu cicatriciel et ont permis une amplification du signal nerveux. Et plus la tension électrique est forte, plus la communication cerveau-prothèse est exacte. "Dans les précédentes expériences, on obtenait du 5 microvolts ou 50 microvolts – des signaux très petits. Là, nous avons vu les premiers signaux en millivolts. C'est la tension électronique la plus élevée jamais enregistrée ", a déclaré Cindy Chestek, ingénieure biomédicale et principale auteure de l'étude.

 

Plus besoin d'accommodation

Ce nouveau procédé a un second avantage. Une fois le dispositif implanté, le porteur n'a besoin que d'un temps d'accommodation très court. Les chercheurs ont longuement travaillé sur des algorithmes d'apprentissage automatique qui rendent l'utilisation de la prothèse très intuitive. "Il n'y a pas d'apprentissage pour les participants. Tout l'apprentissage se fait dans nos algorithmes. C'est différent des autres approches", a souligné Cindy Chestek. Pour l'instant, le dispositif ne fonctionne que dans un laboratoire car il nécessite d'être connecté à un ordinateur. Mais les scientifiques cherchent de nouveaux participants pour poursuivre l'expérimentation.

 

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