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Homme paralysé utilise l'intention de mouvement pour contrôler le bras robotique
Un homme de 34 ans, laissé paralysé après avoir été blessé par balle, est devenu le premier à avoir un dispositif neuroprothétique implanté dans la région du cerveau responsable de l’intention de mouvement, lui permettant de contrôler un bras robotique avec son esprit.
Grâce au dispositif neuroprothétique, Sorta est capable de contrôler un bras robotique avec seulement ses pensées.
Crédit image: Spencer Kellis, Caltech
Erik Sorto, père de deux enfants californiens, a été blessé par balle à l'âge de 21 ans. Il s'est fracturé la moelle épinière et a été incapable de bouger ses bras et ses jambes. Grâce au nouvel appareil, Sorto est maintenant capable de se serrer la main, de prendre une boisson et même de jouer «du rock, du papier, des ciseaux».
"J'ai été surpris de la facilité avec laquelle [contrôler le bras robotique]", a déclaré Sorto. "Je me souviens juste d'avoir cette expérience hors du corps, et je voulais juste courir et tout le monde cinq haut."
Le succès du dispositif neuroprothétique est le résultat d'un projet commun impliquant des chercheurs de l'Institut de technologie de Californie (Caltech), de Keck Medicine de l'Université de Californie du Sud et du Centre national de réadaptation Rancho Los Amigos de Downey, en Californie.
Dans le journal Science, le chercheur principal Richard Anderson, professeur de neurosciences James G. Boswell chez Caltech, et ses collègues expliquent comment ils ont implanté le dispositif et comment il fonctionne.
Auparavant, les recherches sur les neuroprothèses étaient centrées sur l'implantation de dispositifs dans le cortex moteur, la région du cerveau qui contrôle les mouvements. Bien que cela ait permis aux patients de maîtriser les membres robotiques, les résultats ont été incohérents, les mouvements étant souvent très retardés ou instables.
Pour ce projet, l'équipe s'est concentrée sur le cortex pariétal postérieur (CPP) - la région du cerveau qui contrôle l'intention du mouvement plutôt que sur le mouvement lui-même.
Activité PPC enregistrée par de minuscules électrodes et décodée pour contrôler le bras robotique
Des chirurgiens de Keck Medicine de l'USC ont implanté deux petits réseaux d'électrodes de 4 mm x 4 mm dans le PPC de Sorta. Un ensemble de commandes d'électrodes atteint, tandis que les autres commandes saisissent. Chaque tableau est constitué de 96 électrodes actives qui notent l'activité de chaque cellule nerveuse du PPC.
Un câble connecte les électrodes à un système informatique qui lit l'activité des cellules nerveuses dans le PPC, le décodant pour déterminer l'intention du cerveau de se déplacer et les dispositifs de contrôle auxquels il est connecté - dans ce cas, un bras robotique et un curseur informatique.
L'opération, réalisée le 17 avril 2013, était une procédure complexe qui a duré 5 heures, selon l'équipe.
"Ces baies sont très petites, leur placement doit donc être extrêmement précis et il a fallu énormément de planification - en travaillant avec l’équipe de Caltech pour s’assurer que tout allait bien", explique le neurochirurgien Charles Liu, professeur de chirurgie neurologique et de neurologie. génie biomédical à l'USC.
"Parce que c'était la première fois que quelqu'un implantait cette partie du cerveau humain, tout sur la chirurgie était différent: l'emplacement, le positionnement et la gestion du matériel", ajoute-t-il. "Gardez à l'esprit que ce que nous sommes capables de faire - la capacité d'enregistrer les signaux du cerveau et de les décoder pour éventuellement déplacer le bras robotique - dépend de manière critique de la fonctionnalité de ces baies, largement déterminée au moment de la chirurgie. "
Sorta et l'équipe de recherche parlent davantage de la procédure dans la vidéo ci-dessous:
Une étude offre de l'espoir aux patients atteints de paralysie
Sorto a commencé la réhabilitation au Centre national de réadaptation Rancho Los Amigos 16 jours après l'intervention.
Bien qu'il ait été capable d'utiliser ses pensées pour déplacer le bras robotique immédiatement, il a fallu des semaines d'entraînement pour affiner les mouvements des bras. Maintenant, Sorta est capable de réaliser un certain nombre de tâches en utilisant le bras, comme ramasser une boisson.
"Il a été capable de faire diverses choses", a déclaré Andersen. The Washington Post. "Il peut jouer à des jeux vidéo et faire des ciseaux de papier rock, il peut saisir des objets. Et bien sûr, il avait un objectif personnel, qui est de contrôler la vitesse à laquelle il boit une bière, donc nous avons tout d'abord mis en place."
Selon la Christopher & Dana Reeve Foundation, environ 6 millions de personnes aux États-Unis vivent avec une forme de paralysie - l'équivalent de près d'un Américain sur 50.
Le succès du dispositif neuroprothétique à ce jour a excité les chercheurs en neurologie, ce qui représente une autre étape pour aider les patients atteints de paralysie complète ou partielle.
Christine Heck, chercheuse à l'étude, professeure agrégée de neurologie et codirectrice du Neurorestoration Center à l'USC, a déclaré:
"Nous sommes à un point dans la recherche humaine où nous faisons d'énormes progrès pour surmonter beaucoup de maladies neurologiques.
Ces très importants essais cliniques précoces pourraient donner de l'espoir aux patients présentant toutes sortes de problèmes neurologiques impliquant une paralysie telle qu'un accident vasculaire cérébral, une lésion cérébrale, une SLA et même la sclérose en plaques. "
Le projet est en cours et Sorto s'engage dans une autre année d'étude. "Cette étude a été très significative pour moi", dit-il. "Même si le projet avait besoin de moi, j'avais besoin du projet. Cela me fait grand plaisir de faire partie de la solution pour améliorer la vie des patients paralysés."
Les National Institutes of Health, la Boswell Foundation, le Department of Defense et le USC Neurorestoration Center ont financé cette étude.
En décembre 2014, Nouvelles médicales aujourd'hui rapporté sur une étude publiée dans le Journal of Neural Engineering, où des chercheurs ont révélé comment une femme tétraplégique de 52 ans était capable de contrôler un bras robotique avec son esprit.
Cette étude a détaillé des techniques similaires à celles utilisées dans cette dernière recherche, bien que les réseaux d'électrodes aient été implantés dans le cortex moteur gauche des patients plutôt que dans le PPC.
Selon une étude publiée en ligne par JAMA Neurology, les enfants risquent davantage de souffrir de sclérose en plaques plus tard dans la vie si leur mère est dépourvue de vitamine D aux premiers stades de la grossesse. La sclérose en plaques est une maladie neurologique dégénérative. La sclérose en plaques (SEP) est une maladie neurodégénérative progressive du système nerveux central qui affecte le cerveau, la moelle épinière et les nerfs optiques.
Espérance de vie et sclérose en plaques: ce qu'il faut savoir
Table des matières Modification de la sclérose en plaques avec de nouveaux traitements Reconnaissance des rechutes de sclérose en plaques Gestion d'autres affections aux côtés de la sclérose en plaques Améliorer la vie quotidienne et la qualité de vie La sclérose en plaques affecte durablement le système nerveux central. Ces symptômes peuvent affecter les activités quotidiennes et réduire la qualité de vie.
