Comment BrainGate relie le cerveau avec le monde physique
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27/04/2015
Neuroscience par Madhumita Venkataramanan
Quand en 2012 Cathy Hutchinson buvait de la cannelle latte d’un thermos, elle a fait de l’histoire. Quand en outre elle poursuivait à taper des mots, envoyer un nombre d’emails et naviguer une chaise roulante, ceci envoyait une vague d’excitation à travers le neuroscience commission de recherche. Les accomplissements de Hutchinson furent doublement sensationnels : non seulement elle était une personne presque totalement paralysée qui soulevait sa tasse et la buvait mais elle était aussi la seule qui le faisait par l’usage total de son cerveau.
Dans le Podcast de cette semaine nous allons parler de BrainGate – un implant qui lit les instructions du cerveau et qui les traduit vers un set d’instructions pour un bras robotique. Cela signifie qu’une personne qui a le syndrome « locked-in » suite à un AVC du tronc cérébral, peut simplement penser pour bouger son bras et faire exécuter sa volonté à un bras robotique. Avant que Cathy entame l’étude un chip de 1mm de silicone consistant de 100 électrodes fut implanté chirurgicalement dans la partie du cortex moteur qui contrôle les mouvements de la main et des bras.
Le chip écoute un bruit du cortex moteur par le biais d’une douzaine de neurones, qui vont à travers les électrodes par les fils. Au sommet de la tête de Hutchinson apparaît quelque chose de noir en plastique, qui ressemble à un petit chapeau. De là un gros câble relie l’implant dans le cerveau à une machine d’électroniques. La machine produit un fort bourdonnement, des écrans montrent un motif de spikes qui produisent un murmure de fond fort. Ceux-ci sont les neurones de Hutchinson qui signalent de l’un à l’autre ;la machine lit ses pensées. Finalement la machine convertira les broches en simples instructions – debout, vers le bas, à gauche, à droite, grip, ouvert – que le bras robotique peut suivre.
L’étude de Braingate consiste de 9 participants qui ont étés paralysés par un nombre de raisons comme une crise cardiaque, la Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA), et des lésions de la moelle épinière- et jusqu’à présent le système a obtenu des résultats de succès chez chacun d’entre eux. L’étape suivante : évoluer vers un système sans fil qui aide les patients de rester mobiles, lors qu’ils utilisent BrainGate à la maison. Le neuro-ingénieur Arto Nurmikko de l’Université de Brown travaille à une solution : au mois de décembre de l’année passée il publiait un document contenant la description d’un nouveau capteur de cerveau sans fil avec un nouveau taux élevé de données, et à du bas pouvoir que pouvaient remplacer le chapeau et les gros fils qui sortaient momentanément du crâne de Hutchkinson.
Il consiste de deux éléments : un émetteur à 100 canaux qui mesure cinq centimètres et qui pèse 46.1 grammes. Ceci transmet des données des neurones à 100 mb/seconde sur quelques mètres (comparable à votre vitesse internet à la maison), et un récepteur avec 4 antennes qui ressemble à un Wi-Fi router domestique. Le système a été testé avec du succès sur des singes rhésus, ou il pouvait lire des données de mouvement de leur cerveau pendant qu’ils faisaient une variété d’activités comme marcher sur un tapis roulant, mais les chercheurs attendent l’approbation du FDA aux Etats Unis avant qu’ils puissent être testés sur des humain.
Traduction : Ligue SLA : Annie
Source : Wired
