Des singes paralysés remarchent grâce à une neuroprothèse

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Les personnes atteintes de paralysie peuvent avoir de l’espoir : une équipe internationale de chercheurs est parvenue à faire remarcher des primates hémiplégiques.

Ces scientifiques travaillent pour l’Institut des maladies neurodégénératives de Bordeaux et pour l’Ecole Polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Ensemble, ils ont développé une prothèse capable de faire le pont entre le cerveau et les centres de la marche situés dans la moelle épinière. Ce système est donc capable de restaurer la communication entre le cerveau et la région de la moelle épinière responsable du mouvement des membres inférieurs.

Le 23 juin 2015, un premier singe macaque porteur d’une lésion de la moelle épinière a pu retrouver le contrôle d’un membre inférieur paralysé, et donc remarcher, grâce à une neuroprothèse appelée « interface cerveau-machine » court-circuitant la lésion. 

Les singes qui ont bénéficié de la neuroprothèse étaient hémiplégiques, c’est-à-dire que la transmission principale entre le cerveau et le reste du corps, avait été endommagée. Les neurones du cortex moteur qui, habituellement, envoient des signaux électriques aux muscles des jambes par l’intermédiaire de la moelle épinière, ne parviennent plus à transmettre l’information, comme si le circuit était coupé. Pour rétablir le courant, les chercheurs ont créé un pont sans fil entre le cerveau et la moelle épinière. Une prouesse qui pourrait permettre à terme aux personnes paralysées de retrouver l’usage de leurs membres.

Principe :

Les chercheurs ont utilisé une neuroprothèse pour pallier la paralysie. Il s’agit d’un ensemble formant une interface cerveau-moelle. Elle comprend deux implants, un cérébral (inséré dans le cortex moteur) et un spinal (placé dans la moelle épinière lombaire) ainsi qu’un système d’enregistrement, un ordinateur et un stimulateur implantable.  L’ensemble fonctionne grâce à des algorithmes spécialement développés pour l’occasion. Cette neuroprothèse a été conçue à l’EPFL (Lausanne, Suisse) et techniquement développée par un groupe international composé de Medtronic (États-Unis), l’université Brown (États-Unis) et le Fraunhofer ICT-IMM (Mayence, Allemagne). Elle a ensuite été testée chez le primate en collaboration avec l’Inserm, le CNRS, l’université de Bordeaux et le centre hospitalier universitaire de Lausanne (Suisse).

Le fonctionnement de cette interface est assez simple, du moins en théorie. Elle enregistre l’activité cérébrale liée au désir de marcher et la décode. Puis cette information est transmise au stimulateur placé dans la moelle épinière sous la lésion. Cette transmission est assurée par des électrodes qui stimulent les réseaux nerveux activant les muscles des jambes pendant la locomotion naturelle. Ainsi, seuls les mouvements souhaités par le singe sont produits. L’implant spinal est composé de 16 électrodes préalablement placées chirurgicalement à des endroits précis sur la partie dorsale de la moelle épinière lombaire. Cet implant spinal active de manière synergique les groupes de muscles de la jambe paralysée, permettant la production des mouvements de flexion et d’extension nécessaires à la marche.

Test en cours chez l’homme :

Un essai clinique a d’ores et déjà été initié à l’Hôpital universitaire de Lausanne afin de tester les effets thérapeutiques de cette neuroprothèse chez des patients souffrant de lésions de la moelle épinière. Néanmoins, rétablir en temps réel chez l’humain la communication entre le cortex moteur, centre de la genèse des actions volontaires, et la région de la moelle épinière responsable des mouvements des jambes, demeure complexe et nécessitera du temps. Même si les essais cliniques débutent, cela prendra quelques années avant que de telles approches soient disponibles en clinique pour l’Homme.

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