Technologie

Un doigt bionique qui ressent des textures

Une équipe de l'EPFL a développé une prothèse bionique permettant de ressentir les textures. L'innovation a été testée sur un patient amputé d'une main 

Un patient amputé a pu percevoir des textures lisses et rugueuses en temps réel, grâce à un doigt artificiel connecté chirurgicalement à des nerfs de son bras. Dans une autre expérience, les nerfs de personnes non-amputées ont pu être stimulés de la même manière pour sentir la rugosité sous le doigt bionique. Deux résultats obtenus par un groupe de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) et de l’Université italienne Sainte-Anne de Pise (SSSA), et parus dans une étude publiée le 8 mars dans la revue eLife. Ces conclusions très encourageantes indiquent que de futures prothèses bioniques permettant une perception sensorielle toujours plus pointue peuvent être développées et testées en toute sécurité sur des personnes valides.

«La stimulation avait presque le même effet que ce que je ressentirais avec ma main, explique Dennis Aabo Sørensen, cité dans le communiqué de presse. J’ai ressenti les sensations de texture au bout de l’index de ma main fantôme.» Amputé d’une main, ce Danois s’est porté volontaire pour le développement de ces nouvelles technologies. Il est la première personne au monde à reconnaître une texture au moyen d’un doigt bionique connecté à des électrodes implantées chirurgicalement au-dessus de son moignon.

Dennis Aabo Sørensen, le Danois amputé de la main gauche a été le premier à tester le doigt bionique. (Alain Herzog EPFL)

Il avait déjà participé à une étude, parue le 5 février 2014 dans la revue Science Translational Medicine. Une prothèse de main enrichie de capteurs lui avait permis de sentir les formes et la douceur. Dans la nouvelle publication du journal eLife, les chercheurs, sous la direction de Silvestro Micera, ont atteint un niveau supérieur de résolution tactile.

Lire aussi: Une prothèse de main sensible au toucher

Silvestro Micera, professeur à l'EPFL et à la SSSA, a co-dirigé ces recherches.  (Hillary Sanctuary EPFL) / Hillary Adrienne Sanctuary 2011

A ce jour, un seul sujet amputé a été testé. Dennis Aabo Sørensen avait les yeux bandés et portait un casque sur les oreilles, afin de ne pas être influencé et de rester focalisé sur le sens du toucher.

Dans son moignon, les nerfs du système dit «périphérique» munis d’électrodes ont été connectés à un doigt artificiel en silicone équipé de capteurs. Le doigt bionique se déplaçait sur différents morceaux de plastique sur lesquels des lignes lisses ou rugueuses étaient gravées. Lorsque le doigt se déplaçait, les capteurs généraient un signal électrique dépendant de la texture. Ce signal a été traduit en une série de pics électriques imitant le langage du système nerveux, puis dirigé vers les nerfs, indique le communiqué.

Quatre sujets non-amputés ont également été testés, mais cette fois-ci avec de fines aiguilles contenant de micro-électrodes métalliques implantées seulement temporairement dans le nerf médian de leur bras, à travers la peau.

Ces personnes ont été capables de distinguer la rugosité d’une texture dans 77% des cas, contre 96% pour le sujet amputé. «La différence du taux de réussite peut être expliquée par le fait que les sujets non-amputés ont été connectés au doigt bionique pendant cinq à six heures. Tandis que le sujet amputé l’a été pendant un laps de temps beaucoup plus long, environ un mois», explique Stanisa Raspopovic, coauteur de l’étude.

L’étude des sujets non-amputés a permis de certifier que l’information tactile provenant du doigt bionique ressemble vraiment au toucher d’un doigt réel. Les régions activées dans leur cerveau étaient les mêmes dans les deux cas, comme l’ont montré les données recueillies par électroencéphalogramme (EEG).

«La certification est un long processus, mais des prothèses bénéficiant de cette technologie devraient être mises sur le marché d’ici quatre à cinq ans», s’enthousiasme Stanisa Raspopovic.

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