le neuroscientifique Grégoire Courtinede l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), en collaboration avec le neurochirurgien Jocelyne bloch, du Centre hospitalier universitaire vaudois de l’EPFL (tous deux en Suisse), font des recherches depuis des années pour que les personnes dont la moelle épinière est endommagée puissent à nouveau marcher. En 2018, ils ont réussi à faire parvenir à cet objectif trois hommes paralysés depuis plusieurs années, après leur avoir fait découvrir les implants dans la moelle épinière.
Maintenant, une équipe dirigée par les deux chercheurs a développé une technologie sans fil qui a permis aux gens de marcher à nouveau. gert-janun Néerlandais de 40 ans qui, il y a dix ans, a subi le paralysie de ses jambes due à des lésions de la moelle épinière après un accident de vélo.
« Nous avons créé un « pont numérique » entre le cerveau et la moelle épinière, grâce à un interface cerveau-ordinateur [BCI]qui transforme la pensée en action avec des algorithmes intelligence artificielle »souligne Courtine, chef de file de l’étude publiée dans Nature.
Les auteurs expliquent que cette technologie a permis au patient de retrouver un contrôle naturel du mouvement de ses jambes paralysées. De plus, après plusieurs séances de rééducation avec le BCI, l’équipe a quantifié des améliorations notables de leurs perceptions sensorielles et de leurs capacités motrices qui se sont maintenues même lorsque l’appareil était éteint.
Dans ce sens, Andrea Galvez Solanochercheur à l’EPFL et premier signataire des travaux, commente au SINC que « la nouveauté du BCI est que le patient peut contrôler la stimulation —et donc les mouvements— directement par la pensée. »
Selon Galvez, « cela signifie qu’il est capable de faire des pas plus ou moins longs, de marcher sur différentes surfaces et même de monter des escaliers, en s’adaptant aux environnements de la vie quotidienne. Il est probable que la décharge simultanée de neurones au-dessus et au-dessous de la lésion, qui permet à l’interface, associée à des séances de rééducation spécifiques, de favoriser la récupération neurologique et d’améliorer le tableau clinique du patient », souligne-t-il.
Pour établir le pont numérique, deux types d’implants électroniques ont été nécessaires. Bloch explique : « Nous avons des électrodes implantées, développées par le centre de recherche CEAsur la région du cerveau qui contrôle le mouvement des jambes ». Ces appareils nous permettent de décoder les signaux électriques que le cerveau génère lorsque nous pensons marcher. Aussi « nous plaçons un neurostimulateur relié à un réseau d’électrodes sur la région de la moelle épinière responsable des membres inférieurs ».
Pour sa part,Guillaume Charvetresponsable du programme BCI au CEA, commente que « grâce à l’utilisation de algorithmes d’intelligence artificielle adaptatifsles intentions de mouvement du patient sont décodées en temps réel à partir d’enregistrements cérébraux. »
Alors « ces intentions deviennent séquences d’électrostimulation moelle épinière, qui à son tour active les muscles des jambes pour obtenir le mouvement souhaité. Ce pont numérique fonctionne sans fil, ce qui permet au patient de se déplacer de manière autonome », souligne l’expert.
Gert-Jan raconte qu’au bout de dix ans, il a retrouvé l’agréable sensation de pouvoir partager une bière debout dans un bar avec ses amis : « Ce simple plaisir représente un changement significatif dans ma vie », dit-il avec satisfaction.
Jusqu’à présent, le système BCI n’a été testé qu’avec lui. Cependant, selon Galvez, « à l’avenir, une stratégie similaire pourrait être utilisée pour restaurer la fonctions des bras et des mains. Et cela pourrait également s’appliquer à d’autres problèmes neurologiques, tels que paralysie due à un AVC« .
L’entreprise EN AVANT Médicalen collaboration avec le CEA et l’EPFL, a reçu le soutien de la Commission européenne par le biais de son Conseil européen de l’innovation pour développer une version commerciale du pont numérique, dans le but de rendre la technologie disponible dans le monde entier.
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