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Une jeune américaine a retrouvé l'usage de son bras grace à une prothèse bionique qui est capable de capter les impulsions électro -musculaires et de traduire ces impulsions en contraction transformant ainsi la pensée en mouvements. C'est prodigieux car cela rendra l'usage des membres aux personnes amputées ce que faisait les prothèses mais ils retrouveront l'usage complet de leurs membres.
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La première "femme bionique". C'est ainsi qu'est présentée Claudia Mitchell, une Américaine âgée de 26 ans. Cette ex-marine ne pensait pas pouvoir retrouver une vie normale après l'amputation de son bras gauche, en 2004, à la suite d'un accident de moto. Cette perspective n'est plus aussi éloignée, grâce à une prothèse commandée par la pensée, développée au Rehabilitation Institute de Chicago (RIC).
D'un coût estimé de 70 000 dollars, son bras bionique, pesant 5 kg et doté de six moteurs, offre une grande variété de mouvements. Mais, surtout, ce prototype est capable de capter des impulsions électro-musculaires qui traduisent l'intention de mouvement du patient. Puis de transcrire ces contractions en commandes mécaniques. En bref, de transformer la pensée en mouvements.
Le procédé, mis au point par l'équipe du docteur Todd Kuiken, consiste à greffer les terminaisons nerveuses du bras sectionné sur la zone pectorale, où elles croissent pour se fondre dans le tissu musculaire. En installant des électrodes à la surface de la peau, il est ensuite possible de capter les contractions produites par les nerfs qui transmettent la commande motrice. Toute la difficulté est ensuite d'interpréter ces signaux. Cette phase nécessite un apprentissage, bien moins fastidieux qu'avec les prothèses myoélectriques classiques, qui s'appuient sur des contractions volontaires de muscles auxquels le membre artificiel est relié.
"Je peux plier mon bras, l'étendre, ouvrir et fermer ma main simplement en pensant à ces mouvements", explique Claudia Mitchell. Aucun rapport avec sa première prothèse, qu'elle avait cessé de porter tant son fonctionnement était frustrant. Elle peut désormais transporter un plateau, ouvrir des récipients, peler des fruits, autant de gestes qui lui paraissaient interdits avec sa seule main valide.
SENSATION TACTILE
La jeune femme s'est tournée vers l'équipe de Todd Kuiken après avoir lu des articles sur Jesse Sullivan, qui fut le premier à être équipé d'une paire de bras bioniques. Cet ouvrier du Tennessee amputé des deux bras après avoir été électrocuté peut à nouveau tondre sa pelouse, effectuer des tâches ménagères et, insiste-t-il, enlacer ses petits enfants.
Plus impressionnant encore, il a pu récupérer un certain sens du toucher : lorsque sa prothèse à retour d'effort rencontre un obstacle, elle transmet un signal au muscle pectoral, qui lui-même est interprété par le cerveau comme une sensation tactile. Ce système peut lui permettre de distinguer le chaud et le froid.
C'est qu'une portion de sa poitrine, où quatre terminaisons nerveuses de son bras manquant ont été redirigées, se comporte comme une carte des différentes parties de sa main et de son bras. Lorsqu'on les touche à cet endroit, Jesse Sullivan, comme Claudia Mitchell, ont la sensation que c'est leur main qu'on manipule. Ce n'est pas le cas pour trois autres personnes opérées par l'équipe de Todd Kuiken. La réinnervation a fonctionné pour deux d'entre elles, mais elle n'a pas permis de rétablir les fonctions sensitives.
Le bras bionique figure donc en bonne place dans la panoplie des "interfaces cerveau-machine" émergentes, qu'elles aient pour objet de commander un ordinateur par la pensée ou d'établir un contact entre une puce de silicium et des neurones. L'intérêt du bras bionique est de s'affranchir de branchements invasifs, en captant directement sur la peau un signal qui est comme le résumé d'un mouvement complexe.
Pour les amputés, dont 85 % sont affligés de "douleurs fantômes", le bras bionique pourrait apporter un autre bénéfice : des études ont montré que l'illusion même d'effectuer un mouvement - grâce à un système vidéo par exemple - pouvait modifier le schéma corporel du patient et réduire la souffrance. "Cet effet antalgique pourrait être accentué avec ces nouvelles prothèses", avance Angela Sirigu (Institut des sciences cognitives de Lyon), dont l'équipe travaille sur les signaux myoélectriques.
Les moyens déployés outre-Atlantique impressionnent la chercheuse. L'armée, via la Darpa (Defense Advanced Research Projects Agency), s'y intéresse grandement. L'équipe de Todd Kuiken est désormais impliquée dans un programme sur quatre ans, intitulé "révolutionner la prosthétique 2009", d'un montant de 30,4 millions de dollars, dont la direction a été confiée à l'université Johns Hopkins. L'urgence est là : 450 soldats américains déployés en Afghanistan et en Irak ont subi des amputations.
Par Le Monde
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La première "femme bionique". C'est ainsi qu'est présentée Claudia Mitchell, une Américaine âgée de 26 ans. Cette ex-marine ne pensait pas pouvoir retrouver une vie normale après l'amputation de son bras gauche, en 2004, à la suite d'un accident de moto. Cette perspective n'est plus aussi éloignée, grâce à une prothèse commandée par la pensée, développée au Rehabilitation Institute de Chicago (RIC).
D'un coût estimé de 70 000 dollars, son bras bionique, pesant 5 kg et doté de six moteurs, offre une grande variété de mouvements. Mais, surtout, ce prototype est capable de capter des impulsions électro-musculaires qui traduisent l'intention de mouvement du patient. Puis de transcrire ces contractions en commandes mécaniques. En bref, de transformer la pensée en mouvements.
Le procédé, mis au point par l'équipe du docteur Todd Kuiken, consiste à greffer les terminaisons nerveuses du bras sectionné sur la zone pectorale, où elles croissent pour se fondre dans le tissu musculaire. En installant des électrodes à la surface de la peau, il est ensuite possible de capter les contractions produites par les nerfs qui transmettent la commande motrice. Toute la difficulté est ensuite d'interpréter ces signaux. Cette phase nécessite un apprentissage, bien moins fastidieux qu'avec les prothèses myoélectriques classiques, qui s'appuient sur des contractions volontaires de muscles auxquels le membre artificiel est relié.
"Je peux plier mon bras, l'étendre, ouvrir et fermer ma main simplement en pensant à ces mouvements", explique Claudia Mitchell. Aucun rapport avec sa première prothèse, qu'elle avait cessé de porter tant son fonctionnement était frustrant. Elle peut désormais transporter un plateau, ouvrir des récipients, peler des fruits, autant de gestes qui lui paraissaient interdits avec sa seule main valide.
SENSATION TACTILE
La jeune femme s'est tournée vers l'équipe de Todd Kuiken après avoir lu des articles sur Jesse Sullivan, qui fut le premier à être équipé d'une paire de bras bioniques. Cet ouvrier du Tennessee amputé des deux bras après avoir été électrocuté peut à nouveau tondre sa pelouse, effectuer des tâches ménagères et, insiste-t-il, enlacer ses petits enfants.
Plus impressionnant encore, il a pu récupérer un certain sens du toucher : lorsque sa prothèse à retour d'effort rencontre un obstacle, elle transmet un signal au muscle pectoral, qui lui-même est interprété par le cerveau comme une sensation tactile. Ce système peut lui permettre de distinguer le chaud et le froid.
C'est qu'une portion de sa poitrine, où quatre terminaisons nerveuses de son bras manquant ont été redirigées, se comporte comme une carte des différentes parties de sa main et de son bras. Lorsqu'on les touche à cet endroit, Jesse Sullivan, comme Claudia Mitchell, ont la sensation que c'est leur main qu'on manipule. Ce n'est pas le cas pour trois autres personnes opérées par l'équipe de Todd Kuiken. La réinnervation a fonctionné pour deux d'entre elles, mais elle n'a pas permis de rétablir les fonctions sensitives.
Le bras bionique figure donc en bonne place dans la panoplie des "interfaces cerveau-machine" émergentes, qu'elles aient pour objet de commander un ordinateur par la pensée ou d'établir un contact entre une puce de silicium et des neurones. L'intérêt du bras bionique est de s'affranchir de branchements invasifs, en captant directement sur la peau un signal qui est comme le résumé d'un mouvement complexe.
Pour les amputés, dont 85 % sont affligés de "douleurs fantômes", le bras bionique pourrait apporter un autre bénéfice : des études ont montré que l'illusion même d'effectuer un mouvement - grâce à un système vidéo par exemple - pouvait modifier le schéma corporel du patient et réduire la souffrance. "Cet effet antalgique pourrait être accentué avec ces nouvelles prothèses", avance Angela Sirigu (Institut des sciences cognitives de Lyon), dont l'équipe travaille sur les signaux myoélectriques.
Les moyens déployés outre-Atlantique impressionnent la chercheuse. L'armée, via la Darpa (Defense Advanced Research Projects Agency), s'y intéresse grandement. L'équipe de Todd Kuiken est désormais impliquée dans un programme sur quatre ans, intitulé "révolutionner la prosthétique 2009", d'un montant de 30,4 millions de dollars, dont la direction a été confiée à l'université Johns Hopkins. L'urgence est là : 450 soldats américains déployés en Afghanistan et en Irak ont subi des amputations.
Par Le Monde
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