Un implant cérébral restaure à la fois le mouvement et le toucher chez un homme tétraplégique

Une interface cerveau-machine a restauré à la fois le mouvement et la sensation du toucher chez un homme tétraplégique de 48 ans, ont rapporté des chercheurs, décrivant le système comme un « double bypass neuronal » fonctionnant dans les deux sens à la fois, contrairement au sens unique utilisé par la plupart des dispositifs antérieurs.

Les interfaces cerveau-machine précédentes avaient permis à des patients paralysés de contrôler des bras robotiques ou des curseurs d'ordinateur en décodant les intentions de mouvement à partir de l'activité neuronale, une avancée réelle et significative en soi. Mais ces systèmes manquaient presque tous d'une voie de retour : l'utilisateur pouvait déplacer un objet sans le sentir, devant se fier uniquement à la vue pour évaluer la force de préhension ou le contact, un substitut lent et imprécis au toucher.

La nouvelle approche comble cette lacune en implantant des réseaux d'électrodes à la fois dans le cortex moteur, qui génère l'intention de bouger, et dans le cortex sensoriel, qui reçoit normalement les informations tactiles du corps. Les signaux du cortex moteur sont décodés en temps réel pour piloter un membre robotique, tandis que des capteurs sur ce membre renvoient l'information via l'implant du cortex sensoriel, produisant une sensation que les patients, selon les chercheurs, décrivent comme reconnaissable comme un toucher plutôt que comme un simple bourdonnement ou picotement abstrait.

Dans le cas rapporté par l'équipe de recherche, le patient — qui avait perdu l'usage de ses bras et de ses jambes à la suite d'une lésion de la moelle épinière — a pu utiliser le système en boucle fermée pour saisir des objets de formes et de textures variées avec un contrôle nettement plus fin que ce que permettent habituellement les implants limités au mouvement, ajustant la pression de préhension grâce au retour sensoriel restauré plutôt qu'à la seule estimation visuelle.

Les chercheurs décrivent cette amélioration de la dextérité comme le bénéfice le plus immédiatement pratique : les tâches nécessitant de moduler la force, comme saisir un objet fragile ou un verre plein sans le renverser, sont notoirement difficiles avec un retour purement visuel, mais deviennent nettement plus faciles dès lors que l'utilisateur peut, en pratique, sentir ce que touche une main robotique.

Le système reste résolument expérimental. Il nécessite des réseaux d'électrodes implantés chirurgicalement et reliés à du matériel de traitement externe, une configuration comportant un réel risque chirurgical et un entretien technique continu, encore loin d'un dispositif qu'un patient pourrait utiliser seul à domicile. Des versions sans fil et entièrement implantables de systèmes bidirectionnels similaires en sont à des stades plus précoces de développement dans plusieurs centres de recherche.

Ce cas vient s'ajouter à un nombre restreint mais croissant d'essais publiés portant sur des interfaces cerveau-machine bidirectionnelles, ou restauratrices de sensation, à la suite de travaux menés par d'autres groupes académiques ces dernières années. Les chercheurs du domaine décrivent la restauration du retour sensoriel comme l'un des problèmes ouverts les plus difficiles du secteur, car elle exige de stimuler le cerveau selon des motifs suffisamment précis et cohérents pour être interprétés comme un toucher cohérent plutôt que comme du bruit.

Le financement de cette catégorie de recherche provient principalement d'agences scientifiques gouvernementales et de centres médicaux académiques plutôt que de fabricants commerciaux de dispositifs, ce qui reflète à la fois le stade précoce de la technologie et l'expertise chirurgicale et technique hautement spécialisée requise pour implanter et calibrer les systèmes pour chaque patient.

Les chercheurs préviennent que les résultats obtenus sur un seul patient, aussi frappants soient-ils, n'établissent pas la cohérence avec laquelle l'approche fonctionnera dans la population plus large des personnes atteintes de lésions de la moelle épinière, dont les dommages neurologiques varient considérablement en localisation et en gravité. Des essais plus vastes, incluant davantage de participants, sont nécessaires avant de pouvoir tirer des conclusions sur l'applicabilité générale de la technique.

Malgré ces réserves, les spécialistes en ingénierie neuronale considèrent la restauration d'un véritable sens du toucher — et pas seulement du contrôle moteur — comme un marqueur de progrès significatif vers des interfaces cerveau-machine qui pourraient un jour permettre à des personnes gravement paralysées d'interagir avec le monde physique d'une manière qui ressemble moins au pilotage d'une machine et davantage à l'usage de leur propre corps.