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Comment une interface cerveau-ordinateur peut redonner le sens du toucher à un homme paralysé

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Les chercheurs ont récemment découvert qu'une personne souffrant d'une lésion de la moelle épinière peut utiliser une interface cerveau-ordinateur pour réanimer simultanément les fonctions motrices et le sens du toucher.

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Pour la première fois en dix ans, Ian Burkhart est capable de bouger son bras et de sentir ce qu'il touche. Les résultats ont été publiés à la fin du mois dernier dans le journal Cell.

M. Burkhart, qui a subi une lésion de la moelle épinière (LM) en 2010 le laissant paralysé, a été le premier participant à une étude de cinq ans sur la technologie de dérivation neurale NeuroLife de M. Battelle, un projet auquel il a travaillé en collaboration avec des médecins du Wexner Medical Center de l'université d'État de l'Ohio. MD+DI a déjà fait un rapport sur cette étude en août 2019 et en avril 2016. La dernière percée en date est le fruit de l'analyse des données recueillies pendant des années dans le cadre de l'étude avec Burkhart.

"Lorsque la puce a été placée sur la surface du cortex moteur d'Ian en 2014, on ne savait pas que les signaux liés au toucher des objets pouvaient être observés en raison de la paralysie", a déclaré l'auteur principal et chercheur principal de Battelle, Patrick Ganzer. "De plus, Ian souffre d'une lésion médullaire très sévère qui devrait essentiellement empêcher les signaux du toucher de la main d'atteindre le cerveau"

Cependant, l'analyse a montré que le toucher subperceptif suite à une lésion de la moelle épinière affecte le cortex moteur de Burkhart même s'il y a essentiellement un blocage des nerfs dans ses bras et de leur connexion au cerveau. Il est important de noter que ce signal subperceptif peut être détecté dans le cerveau, redirigé via l'interface cerveau-ordinateur et renvoyé à un système haptique portable pour rétablir le sens du toucher.

"Il a été étonnant de voir les possibilités d'informations sensorielles provenant d'un dispositif qui a été créé à l'origine pour me permettre de contrôler ma main uniquement dans un sens", a déclaré M. Burkhart.

Les technologies médicales de ce type, qui permettent à leurs utilisateurs de retrouver à la fois le mouvement et la sensation, peuvent améliorer l'indépendance.

"Aider les gens à redevenir plus entiers et moins dépendants des soignants est une étape majeure dans l'amélioration de la qualité de vie", a déclaré Justin Sanchez, qui est un boursier technique de Battelle Life Sciences.

L'équipe NeuroLife de Battelle travaille actuellement à la mise au point d'un système d'interface cerveau-ordinateur (BCI) à emporter chez soi pour les personnes atteintes de tétraplégie, qui répond aux besoins des utilisateurs en tirant parti des connaissances acquises lors de l'étude clinique de cinq ans. L'objectif est de fournir des options technologiques à ces personnes afin d'améliorer leur vie quotidienne.

"Ce travail représente une étape importante dans le développement des BCI pour la restauration des fonctions de la main après une LM", a déclaré Douglas Weber, co-chercheur et professeur associé de bio-ingénierie à l'Université de Pittsburgh. "Ian a démontré qu'en récupérant même de simples sensations de toucher, sa capacité à contrôler sa main grâce aux BCI s'améliore considérablement"