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Des neurothérapies pour réparer le cerveau

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Des neurothérapies pour réparer le cerveau

Jeudi, 20/04/2006 - 22:00 0 commentaire
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Depuis longtemps, on rêve d'une technologie qui permettrait d'établir un lien direct entre la pensée humaine et l'utilisation d'un ordinateur. Maintenant, grâce à l'esprit d'entreprise de certains chercheurs qui se sont longuement consacrés à ce domaine, des techniques susceptibles de redonner une certaine maîtrise de leur environnement à des personnes au système neurologique défaillant sont sur le point d'être commercialisées. Mais le fondateur de l'entreprise Cyberkinetics Neurotechnology Systems Inc., à Foxborough dans le Massachusetts, John Donoghue, responsable du Département de Neurosciences à Brown University, veut aller bien au-delà du diagnostic, et il prépare la société à s'attaquer de front à un des problèmes médicaux les plus difficiles : comment restaurer le fonctionnement du système nerveux chez l'humain, lorsqu'il a été endommagé.

Selon John Donoghue, les premiers travaux de recherche « s'intéressaient tout spécialement aux propriétés fondamentales du mouvement et à la manière dont le cerveau contrôle le mouvement -- tant pour comprendre les mouvements normaux que pour comprendre ce qui se passe au niveau du mouvement lorsque le système nerveux se détraque. » Les chercheurs ont commencé à se rendre compte que le cerveau est un processeur de type parallèle. Ainsi, le simple contact de neurones isolés pour en analyser le comportement n'aurait jamais réussi à révéler les secrets des systèmes de contrôle entre le cerveau et le corps humain.

« De nombreuses personnes travaillaient sur la question de savoir comment les neurones du cerveau codifient le mouvement. Il nous fallait un outil spécial, appelé matrice d'électrodes, capable d'enregistrer de nombreux neurones », évoque-t-il. « Pendant des années, nous avons travaillé sans relâche à développer une méthode pour enregistrer de nombreux neurones et pour en comprendre le langage, et, ce faisant, nous nous sommes rendu compte que ce que nous étions en train de développer était un capteur révolutionnaire dans le cerveau -- et que nous étions capables de comprendre le langage des neurones dans le cerveau. »

Les chercheurs se sont alors rendu compte que la capacité de contacter le cerveau et d'en décoder les signaux neuraux pouvait mener à des techniques qui permettraient à des personnes dont le système nerveux avait été endommagé de façon irrémédiable d'exercer un contrôle direct sur des objets mécaniques de leur environnement par le biais d'un ordinateur. Une stratégie relativement simple consisterait à montrer que quelqu'un peut maîtriser un curseur sur un écran d'ordinateur par le même mécanisme cognitif que nous utilisons sur nos membres. Une fois cet exploit réalisé, des systèmes de contrôle modernes et intégrés, avec ou sans fil, pourraient se déclencher pour donner à une personne sans la maîtrise motrice de son corps un certain contrôle sur son environnement.

Il y a environ deux ans, John Donoghue et ses collègues ont réalisé une expérience décisive qui démontra clairement que cet exploit était possible. « Nous avons d'abord fait un essai avec un singe et nous avons démontré que le capteur était capable d'obtenir suffisamment d'information provenant des neurones pour nous permettre de comprendre cette information. Le singe pouvait jouer à un jeu vidéo avec sa main, puis il nous suffisait de basculer

L'expérience a permis d'accumuler des données sur l'efficacité, qui montrent que des personnes handicapées pourraient sans danger se passer des nerfs endommagés de la moelle épinière et réaliser directement des actions sur un ordinateur. Les données tirées de ces expériences ont permis à Cyberkinetics d'obtenir rapidement l'accord de la FDA sur un prototype à implanter qui permettrait à des personnes handicapées de réaliser une interface entre leur cerveau et l'ordinateur. La matrice d'électrodes qui contient 100 contacts en silicium du diamètre d'un cheveu est implantée chirurgicalement dans la zone du cerveau qui contrôle les bras et les mains. Un câble de liaison arrive à un endroit juste en dessous de la peau. Le contact se fait par la peau avec une unité d'acquisition de signaux qui est reliée aux supports d'ordinateurs. Enfin, les signaux traités sont envoyés à un moniteur d'ordinateur.

À l'heure actuelle, l'entreprise a l'agrément de la FDA pour développer le système pour cinq tétraplégiques, et des essais sont en cours pour trois d'entre eux. Le premier patient, qui est paralysé depuis le cou, est maintenant capable de déplacer un curseur sur un écran d'ordinateur, de dessiner des silhouettes à l'écran, d'ouvrir un programme de courrier électronique, d'en lire le contenu et de sortir du programme.

« Lorsque nous avons commencé ces essais, une des questions en suspens était de savoir si quelqu'un dont le handicap moteur remontait à plusieurs années aurait encore les fonctions neurales intactes nécessaires pour ce type de mouvement », explique John Donoghue. Les essais cliniques permettent de vérifier l'aspect pratique du contrôle entre le cerveau et l'ordinateur, et l'entreprise est en train d'élargir ses essais cliniques à d'autres secteurs relatifs aux nerfs endommagés.

« Un des aspects remarquables de cette technologie réside dans le fait qu'elle n'est pas associée à une maladie particulière. Elle peut être utile à toute personne dont le cerveau est normal mais qui n'est pas capable de mouvement », dit-il. Ce type de technologie de contournement en est à ses débuts, mais les résultats récents, selon lesquelles des électrodes implantées peuvent aussi stimuler la croissance des nerfs, pourraient mener à ce que les spécialistes en neurosciences ont longtemps cherché à réaliser, soit à rattraper les dégâts causés par des blessures à la moelle épinière.

[EET">sur le système de capteurs] et d'utiliser des commandes provenant directement de son cerveau pour jouer à ce jeu », dit-il.

L'expérience a permis d'accumuler des données sur l'efficacité, qui montrent que des personnes handicapées pourraient sans danger se passer des nerfs endommagés de la moelle épinière et réaliser directement des actions sur un ordinateur. Les données tirées de ces expériences ont permis à Cyberkinetics d'obtenir rapidement l'accord de la FDA sur un prototype à implanter qui permettrait à des personnes handicapées de réaliser une interface entre leur cerveau et l'ordinateur. La matrice d'électrodes qui contient 100 contacts en silicium du diamètre d'un cheveu est implantée chirurgicalement dans la zone du cerveau qui contrôle les bras et les mains. Un câble de liaison arrive à un endroit juste en dessous de la peau. Le contact se fait par la peau avec une unité d'acquisition de signaux qui est reliée aux supports d'ordinateurs. Enfin, les signaux traités sont envoyés à un moniteur d'ordinateur.

À l'heure actuelle, l'entreprise a l'agrément de la FDA pour développer le système pour cinq tétraplégiques, et des essais sont en cours pour trois d'entre eux. Le premier patient, qui est paralysé depuis le cou, est maintenant capable de déplacer un curseur sur un écran d'ordinateur, de dessiner des silhouettes à l'écran, d'ouvrir un programme de courrier électronique, d'en lire le contenu et de sortir du programme.

« Lorsque nous avons commencé ces essais, une des questions en suspens était de savoir si quelqu'un dont le handicap moteur remontait à plusieurs années aurait encore les fonctions neurales intactes nécessaires pour ce type de mouvement », explique John Donoghue. Les essais cliniques permettent de vérifier l'aspect pratique du contrôle entre le cerveau et l'ordinateur, et l'entreprise est en train d'élargir ses essais cliniques à d'autres secteurs relatifs aux nerfs endommagés.

« Un des aspects remarquables de cette technologie réside dans le fait qu'elle n'est pas associée à une maladie particulière. Elle peut être utile à toute personne dont le cerveau est normal mais qui n'est pas capable de mouvement », dit-il. Ce type de technologie de contournement en est à ses débuts, mais les résultats récents, selon lesquelles des électrodes implantées peuvent aussi stimuler la croissance des nerfs, pourraient mener à ce que les spécialistes en neurosciences ont longtemps cherché à réaliser, soit à rattraper les dégâts causés par des blessures à la moelle épinière.

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