Ils créent la première jambe prothétique capable de contrôler les mouvements avec le cerveau

BarceloneSavoir si une personne a perdu sa jambe au-dessus ou en dessous du genou lors d’un accident sera déterminant pour sa qualité de vie. La différence entre garder ou non l’articulation déterminera comment la personne amputée retrouvera la marche avec les prothèses. Avec les options actuelles, même si elles sont de plus en plus sophistiquées, le succès des prothèses reste limité. Aujourd’hui, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) de Boston, dirigés par l’ingénieur et biophysicien américain Hugh Herr – un alpiniste qui, dans sa jeunesse, s’est fait amputer les jambes sous le genou lors d’une tempête de neige – sont allés plus loin et ont créé une jambe bionique unique : grâce à une interface neuroprothétique, qui relie le robot directement au système nerveux, il est capable de restaurer la capacité de percevoir le mouvement et donc le trajet affecté plus rapidement et plus naturellement.

Le magazine Médecine naturelle a publié ce lundi les résultats de l’étude réalisée auprès de 14 personnes amputées sous le genou, dont 7 avaient l’interface neuroprothétique. La vitesse des personnes portant cette jambe bionique a augmenté de 41 % par rapport à celles qui ne la portaient pas, et a également amélioré leurs performances de marche dans des situations quotidiennes telles que monter et descendre des pentes, des escaliers et des chemins obstrués. Les auteurs suggèrent que leurs découvertes pourraient faciliter les futures techniques de reconstruction visant à restaurer le contrôle neuronal de la locomotion humaine lors d’amputations de membres ou de paralysie motrice. “C’est la première étude prothétique de l’histoire à atteindre un niveau aussi élevé de contrôle cérébral : c’est le système nerveux humain, et non un robot, qui contrôle le mouvement”, explique Herr.

Le chef du groupe de neurophysiologie expérimentale de l’unité de recherche de l’Hôpital national pour paraplégiques, Juan de los Reyes, a expliqué à Centre des Médias Scientifiques Espagne que les êtres humains, pour se déplacer correctement, doivent savoir d’où nous partons et avoir des informations sensorielles sur les changements qui se produisent lors de l’exécution du mouvement. Cette information provient du même membre que nous avons l’intention de déplacer, qui informe la moelle épinière et le cerveau de l’état de tous les muscles qui contrôlent la jambe et le pied. Les personnes sans jambes utilisant une prothèse classique ou hybride n’obtiennent pas cette information : elles peuvent effectuer le mouvement de marche, mais perdent la capacité de contrôler le mouvement pendant l’exécution, car elles ne reçoivent aucune information sur la manière dont la prothèse bouge.

Pour résoudre ce problème, la prothèse développée au MIT permet d’acquérir des informations sur l’exécution du mouvement et d’activer les nerfs qui le signalent à la moelle épinière et, par la suite, au cerveau. Ainsi, le système nerveux central a plus de capacité à réguler le mouvement que l’on souhaite effectuer avec la prothèse et, selon De los Reyes, l’exécution des mouvements est plus similaire à celle des personnes qui ont les deux membres. Le résultat final est une « prothèse active » car elle fournit des informations au système nerveux central pour obtenir une meilleure régulation des mouvements.

Plus volumineux, lourd et complexe

Le chercheur prévient cependant que le mécanisme à mettre en œuvre est plus volumineux, lourd et complexe que celui des prothèses classiques. Il pense qu’il est possible que l’apparence « trop criarde » de la prothèse active puisse créer un rejet chez certaines personnes, car les machines généralement utilisées sont plus faciles à porter et mieux intégrées à l’anatomie de la personne. Par exemple, ils permettent de s’habiller normalement. Bien que le résultat soit une amélioration des fonctions perdues par les personnes amputées d’un membre inférieur, l’une des améliorations prévisibles dans la conception des futures prothèses actives nécessitera une technologie plus petite qui contribuera à réduire le poids et l’encombrement de l’ensemble du mécanisme requis.