L’implant numérique permet à un homme paralysé de marcher à nouveau | Dernières nouvelles pour les médecins, les infirmières et les pharmaciens

Un implant cérébral électronique qui agit comme un «pont numérique» entre le cerveau et la moelle épinière a permis à un homme de 40 ans atteint de tétraplégie chronique de se tenir debout et de marcher seul.

“Nous avons conçu un pont numérique sans fil entre le cerveau et la moelle épinière qui a restauré le contrôle naturel des mouvements des membres inférieurs pour se tenir debout et marcher sur des terrains complexes après une paralysie due à une lésion de la moelle épinière”, ont déclaré les chercheurs. “De plus, la neuroréhabilitation a entraîné des améliorations neurologiques qui ont persisté même lorsque le pont a été éteint.”

Une lésion de la moelle épinière perturbe la communication entre le cerveau et la région de la moelle épinière qui contrôle la marche, ce qui entraîne alors une paralysie. [
Nat Rev Dis Primer 2017;3:17018]

Un groupe de chercheurs a alors travaillé pour rétablir cette communication en utilisant un pont numérique entre le cerveau et la moelle épinière.

Cette interface cerveau-spline (BSI) consiste en des systèmes d’enregistrement et de stimulation entièrement implantés, qui forment un lien direct entre les signaux corticaux et la modulation analogique de la stimulation électrique épidurale qui cible les régions de la moelle épinière impliquées dans le processus de marche. [Nature 2018;563:65-71; Nat Med 2022;28:260-271;
Nature 2022;611:540-547]

“Un BSI hautement fiable est calibré en quelques minutes”, ont déclaré les chercheurs. “Cette fiabilité est restée stable sur 1 an, y compris lors d’une utilisation autonome à domicile.”

Selon le patient, un Néerlandais du nom de Gert-Jan Oskam qui a subi une lésion de la moelle épinière dans un accident de vélo il y a 12 ans, le BSI lui a permis de contrôler naturellement les mouvements de ses jambes pour se tenir debout, marcher, monter des escaliers et même négocier. terrains complexes. La neuroréhabilitation assistée par BSI a également amélioré sa récupération neurologique. [Nature 2023;618:126-133;

Notably, Oskam regained his ability to walk with crutches overground even when the BSI was turned off. This digital bridge formed a framework that restored natural control of movement after paralysis.

Digital bridge

The researchers constructed this digital bridge by integrating two fully implanted systems that wirelessly record cortical activity and stimulation of the lumbosacral spinal cord in real time. Two external antennas are also embedded within a personalized headset to ensure reliable coupling with the implants.

The first antenna controls the implanted device through inductive coupling (high frequency, 13.56 MHz). The second, ultrahigh frequency antenna (UHF, 402–405 MHz) transmits electrocorticographic signals to a portable base station and processing unit, which produces online predictions of motor intentions based on these signals.

The decoded motor intentions are then converted into commands that are passed onto tailored software that runs on the same processing unit.

“These commands are delivered to the ACTIVA RC implantable pulse generator, which is commonly used to deliver deep brain stimulation in patients with Parkinson’s disease,” the researchers said. “We upgraded this implant with wireless communication modules that enabled real-time adjustment over the location and timing of epidural electrical stimulation with a latency of about 100 ms.”

Device explantation

A subcutaneous infection to Staphylococcus aureus at the cortical implant led the researchers to explant the device 167 days after implantation, but the second implant showed no sign of infection and remained in place and fully functional.

“After recovery from the surgery and antibiotics treatment … neurorehabilitation and daily use could continue as planned by the protocol,” the researchers said. “Implantation of a new cortical implant was performed on 9 March 2023.”

Notably, it remains unclear whether the device will work in other injury locations and severities since the validation of this digital bridge was restricted to a single person. However, the researchers are positive that this approach will be applicable to other people with paralysis, as suggested by several observations. [J Neural Eng 2021;18:056026;
J Neural Eng 2022;19:026021]