La 1ere personne paralysée "réanimée" offre des aperçus pour les neurosciences

Un homme tétraplégique (ses bras et ses jambes sont paralysés) qui est devenu la première personne à être implantée d’une technologie qui envoie des signaux du cerveau aux muscles – lui permettant de retrouver une certaine capacité de mouvement de sa main et de son poignet du bras droit – est une source de nouvelles idées sur la façon dont le cerveau réagit aux blessures graves.

Ian Burkhart, 24 ans – qui est presque totalement paralysé des épaules aux orteils, capable, quand même, de bouger un peu ses épaules et son coude – s’est cassé le cou après avoir plongé dans des vagues lors d'un séjour en bord de mer quand il avait 19 ans. Plus tard, il a découvert que non loin de sa maison, à l’Université de l’Etat d'Ohio à Columbus, des chercheurs développaient la technologie de "réanimation" et il a décidé de devenir volontaire, en se faisant implanter d’une puce dans le cerveau.

Cette puce sophistiquée facilite la réanimation de sa main, son poignet et ses doigts du bras droit quand elle est branchée sur un équipement spécial dans le laboratoire de l’université. L’équipe de chercheurs dirigés par Chad Bouton étudie Ian depuis cette époque, ils ont publié leurs résultats le 13 avril dans la revue Nature.

M. Bouton et ses collègues ont fait des scans IRMf (imagerie par résonance magnétique fonctionnelle) du cerveau de M. Burkhart tandis qu'il essayait de répéter des mouvements de la main vus sur des vidéos. Cette méthode a permis d’identifier qu’une zone précise du cortex moteur – la zone du cerveau qui contrôle les mouvements – était liée à ces mouvements.

Les chirurgiens ont ensuite effectué une opération pour implanter une puce flexible dans cette zone. La puce détecte l'activité électrique qui se crée quand Ian pense à bouger sa main et la transmet à l’ordinateur via un câble. Après, des algorithmes d'apprentissage automatique traduisent ce signal en messages électriques qui sont transmis à un manchon flexible qui entoure l'avant-bras droit de M. Burkhart et stimule ses muscles.

Depuis lors, il participe à des séances d’entraînement jusqu'à trois fois par semaine. Suite aux exercices, Ian Burkhart est actuellement en mesure de faire des mouvements isolés des doigts et d’effectuer six mouvements différents du poignet et de la main, ce qui lui permet, notamment, de prendre un verre d'eau, et même de jouer à un jeu vidéo de guitare.

Cependant, le dispositif de Burkhart a certaines limites. Le système ne peut être utilisé que dans le laboratoire et, pour le moment, doit être recalibré au début de chaque session, ce qui est techniquement assez compliqué et prend beaucoup de temps.

"Ce que nous aimerions vraiment créer – est des interfaces neuronales qui sont stables et qui n’ont pas besoin de recalibrage", commente Andrew Jackson de l'Université de Newcastle, au Royaume-Uni, qui développe séparément une prothèse neurale pour ceux qui ont reçu une blessure de la moelle épinière.

Un autre problème est que Ian ne peut sentir les objets qu'il prend. Sans la rétroaction sensorielle, il ne peut pas prendre des objets qu’il ne voit pas et c’est difficile pour lui de bien ajuster sa force de préhension.

Toutefois, c’est une expérience remarquable qui donne un aperçu de la capacité du cerveau de s'adapter à de nouvelles situations.

"C’est intéressant que même quelques années après une blessure des circuits qui ont été vraisemblablement perdus, aient été retrouvés inchangés à leurs places, encore liés à des mouvements de la main et n’ont pas été respécialisés en autres choses", a raconté M. Jackson