Les patients atteints de pathologies incurables comme la perte de vision ou la perte de fonction motrice pourraient être plus proches d’une technologie viable pour restaurer leurs sens perdus, dans un délai plus court. Cela est dû à la découverte que la technologie avancée d’interface cérébrale utilisée pour les prothèses tactiles et visuelles est en fait presque identique, bien qu’elle ait été développée séparément pendant plus de 50 ans. La revue exhaustive dans laquelle cette découverte a été faite pour la première fois a été publiée dans Nature Reviews Bioengineering et dirigée par Giacomo Valle, professeur assistant à l’Université de technologie Chalmers, en Suède.
Bien qu’elles aient été développées séparément, les interfaces cerveau-ordinateur (BCI) sont un domaine technologique émergent utilisé pour restaurer plusieurs sens perdus dans le corps, avec les prothèses visuelles corticales (VCP) pour la vision et les prothèses somatosensorielles corticales (SCP) pour le toucher.
Les BCI fonctionnent en implantant une micro-électrode directement dans le cerveau, permettant une communication directe entre le cerveau et des dispositifs externes (comme une caméra ou une main bionique). Elles peuvent contourner les voies endommagées du corps en stimulant directement une région spécifique du cerveau et en imitant une sensation naturelle chez un patient.
« Cette technologie représente une véritable avancée pour les patients atteints de pathologies autrement incurables, à la fois dans les domaines de la perte de vision et de la perte de fonction motrice (comme la paralysie), donnant la capacité de contrôler les mouvements, de communiquer ou de retrouver une sensation tactile ou une vision, ce qui n’était pas possible auparavant », déclare Giacomo Valle.
Une technologie, deux sens distincts
La vision naturelle et le toucher partagent des principes neuronaux et computationnels communs dans le corps ; des informations complexes sont recueillies du monde extérieur (via l’œil ou la peau/la main) et converties en un signal électrique pour le cerveau. Les deux domaines de recherche ont donc pu utiliser une technologie similaire pour reproduire artificiellement ces sensations, les BCI étant placées dans différentes régions du cerveau. Pourtant, les deux domaines ne se sont jamais parlé jusqu’à présent.
« Normalement, les gens travaillent sur le toucher artificiel ou la vision artificielle. Les chercheurs vont à différentes conférences et traitent de conditions très différentes et de patients différents, dans différentes zones de l’hôpital. Il y a eu un développement parallèle pour les deux sens, mais nous n’en avons jamais parlé à un niveau global. Jusqu’à présent, nous n’avions pas vu cela comme un défi commun », déclare Valle.
L’inspiration derrière la revue
L’article de synthèse « Restaurer la vision et le toucher par microstimulation corticale » compare les prothèses visuelles et sensorielles côte à côte pour la première fois et discute de la manière dont les deux domaines de recherche peuvent apprendre l’un de l’autre. Il examine comment la stimulation électrique du cortex cérébral fonctionne, les types d’électrodes utilisées, comment les expériences visuelles et tactiles artificielles sont créées, les résultats des essais cliniques à ce jour et les obstacles techniques et cliniques qui subsistent.
« L’idée de fusionner les deux domaines de recherche est venue du dernier article sur lequel j’ai travaillé. Nous allions au-delà de la restauration d’un simple sens du toucher, en passant à des sensations plus complexes. Nous devions considérer comment restaurer le sens d’un bord ou d’un mouvement tactile. Et grâce à la recherche, j’ai découvert que le domaine de la vision artificielle examinait le même défi, visant une vision artificielle plus complexe », déclare Valle.
Il souligne que par le passé, la perte de vision et la paralysie étaient deux domaines de recherche très différents, avec des défis uniques et des approches différentes pour résoudre comment les restaurer dans le corps. Mais avec le développement rapide et continu de la technologie, ces deux domaines ont atteint une coalescence.
« Espérons que notre article ouvre la voie à une collaboration bénéfique entre les deux domaines et nous rapproche d’une technologie pour à la fois la vision artificielle et le toucher qui profiterait aux deux groupes de patients. J’ai un rêve pour l’avenir qu’il y ait un seul département à l’hôpital où un patient peut aller pour la restauration des sens et que notre technologie unifiée soit facilement accessible pour tous », déclare Valle.
En savoir plus sur la revue scientifique :
La revue « Restaurer la vision et le toucher par microstimulation corticale » a été publiée dans Nature Reviews Bioengineering. Les auteurs sont Giacomo Valle, Denise Oswalt, Robert A. Gaunt, Pieter Roelfsema, Charles M. Greenspon & Eduardo Fernandez. Au moment de la revue, les chercheurs étaient actifs à l’Université de technologie Chalmers en Suède ; Université de Pennsylvanie ; Université de Pittsburgh ; Institut des neurosciences des Pays-Bas, Université VU, Amsterdam, Pays-Bas ; Centre médical académique, Amsterdam, Pays-Bas ; Sorbonne Université, Institut de la Vision, Paris, France ; Université de Chicago ; Université Miguel Hernández, Elche, Espagne ; John Moran Eye Center, Université de l’Utah ; Université Radboud, Nimègue, Pays-Bas.
Article : Restoring vision and touch with cortical microstimulation – Journal : Nature Reviews Bioengineering – Méthode : Literature review – DOI : Lien vers l’étude
Source : Chalmers U.
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