Restaurer le sens du toucher n’est plus seulement une curiosité de laboratoire. Cela devient une réalité pour les personnes vivant avec des lésions médullaires, et les données à long terme arrivent enfin.
Des chercheurs de l’Université de Pittsburgh et de l’Université de Chicago ont publié la plus longue étude à ce jour sur la façon dont le cerveau humain gère la stimulation électrique pour la restauration sensorielle. Les résultats sont robustes. Ils prouvent que la microstimulation intracorticale peut délivrer en toute sécurité des signaux tactiles artificiels pendant des années, et non seulement des jours ou des semaines.
Ce n’est pas seulement du bruit académique. C’est la preuve que ces systèmes peuvent quitter le laboratoire et pénétrer dans les foyers.
Les données derrière le pouls
L’étude, publiée dans Science Translational Medicine, a suivi cinq volontaires souffrant de lésions médullaires. Ces personnes portaient des implants d’interface cerveau-ordinateur (BCI). Certains de ces appareils étaient présents dans leur cerveau depuis des années.
Le temps total combiné ? 27 ans.
Au cours de cette période, les systèmes ont délivré environ 168 millions d’impulsions électriques. Cent soixante-huit millions. Et pourtant ? Aucun événement indésirable grave n’est survenu.
“Pour que les interfaces cerveau-ordinateur aient un réel impact, elles doivent continuer à fonctionner en toute sécurité pendant des années. Cela montre que la microstimulation peut faire exactement cela.” —Robert Gaunt
Robert Gaunt, auteur principal et professeur agrégé aux Pitt’s Rehab Neural Engineering Labs, le dit clairement. Le domaine doit aller au-delà des expériences à court terme. Cette recherche jette les bases d’une utilité clinique. Cela montre que la technologie est suffisamment stable pour le monde réel.
Comment fonctionne le toucher artificiel
Pour comprendre pourquoi cela est important, vous devez comprendre ce que nous ressentons habituellement. Nous nous appuyons sur le toucher pour juger de la pression. Texture. Force de préhension. Sans cela, utiliser une main robotique est un jeu visuel. Il faut regarder ses doigts pour savoir si l’on écrase un œuf ou si l’on tient un verre. C’est épuisant.
Les BCI fonctionnent dans deux directions. Ils lisent l’activité neuronale pour contrôler les appareils. Mais ils peuvent aussi envoyer des signaux dans le cerveau.
Dans ces expériences, de minuscules impulsions électriques frappent le cortex somatosensoriel. C’est la région du cerveau qui traite les sensations corporelles. En stimulant cette zone, les chercheurs peuvent inciter le cerveau à ressentir le toucher. C’est un retour d’information. Et c’est le feedback qui rend une neuroprothèse réellement utile.
La collaboration entre Pitt et l’Université de Chicago s’attaque à ce problème depuis plus d’une décennie. Ils ont commencé à implanter des électrodes dans le cortex moteur en 2012 pour le contrôle des bras. D’ici 2015 ? Ils ajoutaient une stimulation sensorielle. Chicago a implanté à son premier participant des électrodes motrices et sensorielles en 2020.
Cette nouvelle étude a abordé les questions auxquelles les essais à court terme ne peuvent pas répondre :
- Une stimulation répétée est-elle nocive au fil du temps ?
- Les sensations artificielles dérivent-elles vers les mauvaises parties du corps ?
- Les sensations s’affaiblissent ou changent de qualité ?
Les résultats étaient stables
La réponse à toutes ces questions était essentiellement non.
Les impulsions dirigées vers la zone du cerveau de la main produisaient systématiquement des sensations dans la main. Même après des années, les sensations ne se sont pas étendues à des régions sans rapport. La précision a tenu.
Qu’en est-il des effets persistants ? Lorsque la stimulation s’arrête, la sensation persiste-t-elle ?
C’est rarement le cas. Les sensations persistantes ne se sont produites qu’environ une fois tous les 23 000 essais de stimulation. Pour le contexte, c’est incroyablement rare. La plupart des signaux se sont estompés dans les 10 secondes suivant l’arrêt du pouls. Il n’y avait aucune douleur. Aucune intervention médicale requise. Le système était silencieux, prévisible et sûr.
Le piège : les électrodes ne durent pas éternellement
Si tout est parfait, pourquoi arrêter ?
La principale limitation n’est pas la sécurité. C’est du matériel.
Les performances des électrodes ont diminué avec le temps. En moyenne, 64 % des électrodes sont restées fonctionnelles chez les participants. Cela semble correct jusqu’à ce que vous y regardiez de plus près. Dans une matière, 60 % étaient toujours en activité après 10 ans. Mais le taux de déclin s’est accéléré plus tard dans l’étude.
Le cerveau tolère donc le signal. Le corps va bien. L’électrode se fatigue.
C’est le prochain obstacle technique. Charles Greenspon, auteur principal et professeur adjoint à l’Université de Chicago, note que cette stabilité permet à l’industrie de commencer à élaborer des solutions à emporter. La science fonctionne. Le matériel doit juste suivre le rythme.
Au-delà du toucher
Il ne s’agit pas seulement de sentir le bout de vos doigts.
Des stratégies de microstimulation similaires sont explorées pour la vision et l’audition. Si les mêmes régions du cerveau peuvent être ciblées en toute sécurité pour le toucher, elles peuvent probablement être ciblées pour la vue et l’ouïe. La stratégie de base est prometteuse pour restaurer de multiples sens perdus.
La technologie n’est pas magique. C’est de l’ingénierie. Et après 168 millions d’impulsions, nous savons désormais que c’est sans danger.
Les électrodes pourraient se dégrader. La science reste solide. Nous passons du « pouvons-nous faire cela ? » à “comment pouvons-nous faire durer ça?”
