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En vidéo : bientôt le sens du toucher dans une prothèse de bras

En réutilisant les propres nerfs du patient, des chercheurs américains, financés par l’armée, ont de nouveau réalisé une prothèse de bras commandée par la pensée. Ils sont aussi parvenus à restituer partiellement un sens du toucher.

Claudia Mitchell s’habitue à son nouveau bras… © RIC

Claudia Mitchell s’habitue à son nouveau bras… © RIC

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Sur la vidéo, Claudia Mitchell épluche des légumes. La scène semble banale, au détail près que cette jeune femme de 26 ans, ancien soldat de l’armée américaine, a perdu le bras gauche dans un accident de moto. Ce geste simple représente aussi une prouesse technique et chirurgicale car sa prothèse est commandée par la pensée, via ses propres nerfs, les mêmes que ceux qui dirigeaient son bras de chair et d'os.


Des gestes de la vie de tous les jours, si simples lorsqu’on a deux bras et deux mains...

Cette réussite constitue une étape d’un travail de plusieurs années engageant des dizaines de chercheurs et d’ingénieurs de plusieurs disciplines. Au début de 2007, Todd Kuiken et ses collègues de l’Institut de Réhabilitation (Rehabilitation Institute of Chicago, RIC) montraient déjà un bras commandé par la pensée, grâce auquel Jesse Sullivan, amputé des deux bras après une électrocution, a retrouvé une certaine autonomie.

L’équipe avait à cette occasion utilisé l’innervation résiduelle du patient pour commander la prothèse. Baptisée Targeted Muscle Reinnervation (TMR), cette technique consiste à dégager les nerfs moteurs qui pénétraient dans le membre amputé pour en amener l’extrémité sur des muscles voisins. Collés juste à cet endroit, des capteurs myoélectriques en détectent les contractions et génèrent en retour des impulsions électriques qui actionnent les moteurs de la prothèse. La personne peut alors actionner la prothèse comme si – au moins dans une certaine mesure – elle pensait à bouger son véritable bras. C’est tout l’intérêt de la TMR de réutiliser l’innervation naturelle du membre amputé. En effet, ce genre de prothèse commandée mentalement via des capteurs musculaires existe déjà mais sans déplacement des nerfs. La personne doit alors apprendre à contracter tel muscle de sa poitrine pour effectuer tel mouvement.

L’intervention est délicate. Dans le cas de Claudia Mitchell, les chirurgiens ont récupéré, en plus des nerfs moteurs qui commandaient le bras, les nerfs stimulant certains muscles de la poitrine servant à la mobilité du bras amputé et donc devenus inutiles. Détachés de leurs fibres musculaires (lesquelles sont alors condamnées à la paralysie), ces nerfs d’appoint ont eux aussi été redirigés vers les zones des capteurs cutanés.

Rendre les doigts sensibles

Pour restituer le sens du toucher, Todd Kuiken et son équipe ont tiré profit de la pousse spontanée de nerfs sensitifs innervant la zone de l’amputation. Ce phénomène avait déjà été observé chez Jesse Sullivan. Cette innervation est toujours reliée au cerveau dans la région qui contrôlait le bras. Les chirurgiens ont dévié ces nerfs et  en ont amené l’extrémité sous la peau de la poitrine. La sensibilité qui était auparavant celle du bras, de la main et des doigts a ainsi été – très partiellement – retrouvée mais… au niveau de la poitrine.

Claudia Mitchell reconnaît ainsi des sensations liées à la pression, la température et les vibrations. L’équipe s’est déjà lancée dans l’étape suivante : ajouter aux doigts de la prothèse des capteurs qui transmettront l’information sur la peau de la poitrine devenue sensible. C’est alors du bout de ses doigts que Claudia Mitchell pourra sentir la pression sur les objets qu’elle tient. « Tous ceux qui ont essayé de boutonner leur chemise avec des doigts engourdis par le froid comprendront l’importance de l’intégration sensori-motrice » résume pour le magazine New Scientist Grek Clark, un des ingénieurs qui ont participé au travail.

Ces impressionnantes avancées s’opèrent dans le cadre d’un ambitieux programme baptisé Revolutionizing Prosthetics 2009, qui vise à produire un véritable bras articulé et sensible en 2009. Ces travaux multidisciplinaires sont financés par la Darpa (Defense Advanced Research Projects Agency), c’est-à-dire le Department of Defense (équivalent de notre ministère de la Défense). La clientèle visée est donc prioritairement les militaires blessés revenant du champ de bataille mais on peut espérer que ces progrès profiteront ensuite à un public plus large ou inspireront d’autres équipes dans le monde…


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