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Posté par Isabelle le Jeudi 24/09/2015 à 12:00
Des prothèses intelligentes
La DARPA a récemment présenté une nouvelle prothèse connectée au cerveau qui permet à un patient paralysé de ressentir des sensations physiques. Les travaux de recherche sont soutenus par le programme de prothèses de la DARPA (Revolutionising Prosthetics Program) lancé en 2006.


Illustration:DARPA
Le secteur des prothèses a le vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne. Il est essentiel...) en poupe. À la fin de l'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) dernière, CORDIS avait parlé du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande...) NEBIAS, après avoir développé la main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à l’extrémité de l’avant-bras et relié à ce dernier par le poignet. C'est un organe destiné à saisir et manipuler des objets....) bionique (La bionique est une science qui se base sur l'étude des systèmes biologiques pour le développement de systèmes non biologiques susceptibles...) la plus sophistiquée au monde (Le mot monde peut désigner :), financé par l'UE, capable de détecter des informations sur le toucher (Le toucher, aussi appelé tact ou taction, est l'un des cinq sens de l'homme ou de l'animal, essentiel pour la survie et le développement des êtres vivants, l'exploration, la...) et de les envoyer en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel au patient (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant une attention médicale ou à qui est...) grâce à une neuro-interface. À l'heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il...) actuelle, de l'autre côté de l'Atlantique, la DARPA a présenté une main prosthétique transmettant différentes sensations de pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) par des voies neuronales dans la moelle épinière (La moelle épinière, ou moelle spinale, désigne la partie du système nerveux central prolongeant en dessous la medulla oblongata, ou bulbe...). Les scientifiques responsables de la nouvelle prothèse (Une prothèse est un dispositif artificiel destiné à remplacer un membre, un organe ou une articulation.) parlent d'une sensation de toucher pratiquement naturelle.

"Nous avons bouclé la boucle", commente le responsable du programme Justin Sanchez. "Les membres prosthétiques contrôlés par la pensée montrent de grandes promesses, mais sans signaux de retour, il est difficile d'atteindre le niveau de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) nécessaire pour réaliser des mouvements précis. En connectant directement le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du ralentissement du...) du toucher de la main mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui produit ou transmet un...) au cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont la...), on arrive à une fonction pratiquement naturelle".

La main prosthétique a été testée sur un jeune homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est appelé un...) de 28 ans qui avait été paralysé pendant plus de dix ans suite à une lésion de la moelle épinière, pour déterminer s'il pouvait ressentir des sensations physiques. Les scientifiques du laboratoire de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien,...) appliquée (APL) de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) Johns Hopkins ont procédé à la connexion de la prothèse au cerveau du jeune homme pour ensuite lui bander les yeux. Puis ils ont exercé une légère pression sur différents doigts de la main artificielle pour déterminer si le sujet percevait une sensation.

L'équipe du projet rapporte que le patient était en mesure de "ressentir" que quelque chose touchait sa main et il est même parvenu à déterminer le doigt en question. "À ce moment-là, au lieu de simplement appuyer sur un doigt, les chercheurs ont commencé à appuyer sur deux sans informer le jeune homme du changement. Mais il a réagi immédiatement en demandant si quelqu'un lui jouait un mauvais tour. C'est à ce moment-là que nous avons compris que les sensations qu'il percevait grâce à la main prosthétique étaient pratiquement naturelles", commente le responsable du programme J. Sanchez.

Le système de commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un souhait impératif.) prosthétique est constitué de deux puces intégrées dans le cerveau du patient, connectées à des couples de capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la déviation d'une...) de pression placés dans la main artificielle. Les puces d'une épaisseur d'un millimètre contiennent plusieurs électrodes et sont placées dans le cortex (En biologie, le cortex (mot latin signifiant écorce) désigne la couche superficielle ou périphérique d'un tissu organique.) moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une énergie...), qui contrôle les mouvements des bras et des mains et dans le cortex sensoriel qui reçoit et identifie les signaux résultats des sensations tactiles. Chaque fois que la main prosthétique touche un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui...) quelconque, les capteurs envoient des signaux électriques via des câbles aux puces intégrées dans le cerveau, permettant ainsi au sujet de ressentir pratiquement naturellement le contact.

La nouvelle technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) a été présentée au forum des technologies du futur Wait, What? le 10 septembre dernier. Le responsable du programme J.Sanchez et son équipe attendent encore les commentaires du comité de lecture et la publication de leur article dans une revue scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.).

Pour plus d'information voir; Neurotechnology Provides Near-Natural Sense of Touch

Voir aussi:
- https://www.techno-science.net/?onglet=news&news=13343
- https://www.techno-science.net/?onglet=news&news=12723

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Source: Europa Coris / DARPA