10-03-2016
DURHAM, N.C. Les neurologues à Duke Health ont développé une machine interface cérébrale (BMI) (IMC) qui permet aux primates d’utiliser seulement leurs pensées pour aviguer un fauteuil roulant robotisé.
L’IMC utilise des signaux provenant de centaines de neurones enregistrés simultanément dans deux régions du cerveau des singes qui sont impliquées dans le mouvement et la sensation. Comme les animaux pensent pour se déplacer vers leur but—dans ce cas un bol contenant des raisins frais–des ordinateurs traduisent leur activité cérébrale en fonctionnement en temps réel du fauteuil roulant.
L’interface, décrite dans le numéro 3 de mars, problème de la revue en ligne « Scientific Reports »démontre le futur potentiel pour des personnes handicapées qui ont perdu le plus de contrôle des muscles et de la mobilité à cause de quadriplégie ou la SLA, a déclaré l’auteur principal Miguel Nicolelis, M.D., Ph.D., co-directeur du centre Duke pour Neuroengineering.
« Chez certains gens gravement handicapés, même clignoter n’est pas possible, » disait Nicolelis. « Pour eux, quand ils utilisent un fauteuil roulant ou un appareil contrôlé par des mesures non invasives comme un EEG (un appareil qui surveille les ondes cérébrales par des électrodes sur le cuir chevelu) peut ne pas être suffisant Nous montrons clairement que si vous avez des implants intracrâniens vous avez un meilleur contrôle sur un fauteuil roulant qu’avec des appareils non invasifs ».
Les scientifiques ont commencé leurs expériences en 2012, en implantant des centaines de microfibres très minces dans le prémoteur et les régions somatosensorielles des cerveaux de deux macaques rhésus. Ils ont entraîné les animaux en naviguant passivement la chaise vers leur objectif, le bol contenant des raisins. Au cours de cette phase d’entraînement, les scientifiques enregistraient à grande échelle l’activité électrique du cerveau des primates. Les chercheurs ont ensuite programmé un système d’ordinateur pour traduire des signaux du cerveau en commandes de moteur numérique qui contrôlent les déplacements du fauteuil roulant.
Comme les singes ont appris à contrôler le fauteuil roulant uniquement par la pensée, ils devenaient plus efficaces à la navigation vers les raisins et complétaient les essais plus vite, disait Nicolelis.
« Ceci n’était pas un signal qui était présent au début de l’entraînement, mais qui émergeait comme un effet du fait que les singes devenaient plus compétents dans cette tâche, a déclaré Nicolelis. « Ce fut une surprise. Il démontre la flexibilité énorme du cerveau pour assimiler un appareil, dans ce cas, un fauteuil roulant et les relations spatiales de cet appareil au monde qui l’entoure. »
Les essais ont mesuré l’activité de près de 300 neurones dans chacun des deux singes. Le Nicolelis lab rapportait précédemment la capacité d’enregistrer jusqu’à 2000 neurones en utilisant la même technique. L’équipe espère maintenant étendre l’expérience en enregistrant plus de signaux neuronales pour continuer à augmenter la précision et la fidélité de l’IMC primate avant de chercher des essais pour un appareil implanté chez l’homme, disait- il.
En plus de Nicoleli, les auteurs de l’étude comprennent Sankaranarayani Rajangam ; Po-He Tseng ; Allen Yin ; Gary Lehew ;David Schwarz ; et Mikhail A. Lebedev.
The National Institutes of Health (DP1MH099903) finançaient cette étude. The Itau Bank of Brazil fournissait du support de recherché à l’étude comme partie du Walk Again Project, un consortium international sans but lucratif qui vise à développer de nouvelles technologies d’assistance pour les patients gravement paralysés. Les auteurs ont déclaré qu’il n’y a pas de compétition d’intérêts financiers.
Translation : Celestine
Source : Duke Medicine