Même avant de perdre sa main droite à un accident du travail, il y a 4 ans, Igor Spetic demandait à un membre de sa famille d’ouvrir ses flacons de médicaments car les boules de coton à l’intérieur de ceux-ci lui donnaient la chair de poule. Aujourd’hui, les yeux bandés, il sent les poils de son bras se dresser quand un chercheur frôle le dos de sa main prothétique avec une boule de coton. Spetic, bien sûr, ne peut pas « sentir» la balle. Mais les modèles de signaux électriques qui sont envoyés par un ordinateur dans sa prothèse aux nerfs de son bras puis à son cerveau, entraînent la même réaction que lorsqu’il touchait du coton. «Je savais immédiatement que c’était du coton» a-t-il dit.
Cette réaction a été provoqué par une sensations, parmi plusieurs autres, que monsieur Spetic, originaire de Madison, en Ohio, peut ressentir avec le système prothétique en cours d’élaboration par l’Université Case Western Reserve et le Louis Stokes Cleveland Veterans Affairs Medical Center. Spetic, qui était excité juste de «percevoir» à nouveau, a rapidement profité d’un autre avantage, inattendu celui-là. La douleur fantôme (sensation de douleur associée au membre perdu) dont il souffrait et qu’il décrivait comme un étau écrasant son poing fermé, se calma presque complètement. Un autre patient, qui ressentait aussi une douleur fantôme, mais moindre, après avoir perdu sa main droite et une grande partie de son avant-bras dans un accident, a déclaré qu’elle, aussi, était presque disparue. Malgré la douleur fantôme, les deux hommes ont dit que la première fois qu’ils ont été connectés au système et ont reçu une stimulation électrique, c’était la première fois qu’ils avaient l’impression de « ressentir » leur main depuis leur accident. Dans les mois qui ont suivi, ils ont commencé à sentir des sensations qu’ils connaissaient et étaient en mesure de contrôler leur prothèse de main avec beaucoup plus de dextérité.
« Le sens du toucher est l’une des façons dont nous interagissons avec les objets qui nous entourent», a déclaré Dustin Tyler, professeur de génie biomédical à la Case Western Reserve et directeur de la recherche. «Notre objectif n’est pas seulement de restaurer la fonction, mais de construire une reconnexion avec l’entourage. Et c’est durable, cette restauration de sensation sur plusieurs points de la main. » « Le sens du toucher s’améliore continuellement», a déclaré Keith Vonderhuevel, de Sidney, Ohio, qui a perdu sa main en 2005 et a eu le système implanté en janvier 2013. « Ils peuvent changer les données sur l’ordinateur pour modifier la sensation».
Voyez la vidéo décrivant l’expérience. Encore un miracle de la technologie moderne.
Le système, qui est limitée au laboratoire, à ce stade, utilise la stimulation électrique pour donner l’impression de « ressentir ». Tout d’abord, les nerfs qui servent à transmettre les sensations du toucher au cerveau sont stimulés par des points de contact qui entourent les grands faisceaux de nerfs dans le bras. Les chirurgiens Michael W Keith, MD et J. Robert Anderson, MD, de la Case Western Reserve École de médecine et de Cleveland VA, ont implanté trois séries d’électrodes dans l’avant-bras de Spetic, lui permettant de percevoir 19 points de contacts distincts sur la prothèse, et deux séries dans le haut du bras de Vonderhuevel, lui permettant de percevoir 16 emplacements distincts. Deuxièmement, quand ils ont commencé l’étude, la sensation ressentie par Spetic, lorsqu’un capteur était touché, était un picotement. Pour offrir des sensations plus naturelles, l’équipe de recherche a développé des algorithmes qui transforment l’entrée de capteurs collés à la main d’un patient en différents profils et différentes intensités de signaux électriques. Les capteurs en soi ne sont pas assez sophistiqués pour discerner les textures, ils ne détectent que la pression.
Les différents modèles de signaux, transmis par les électrodes, sont interprétés comme différents stimuli par le cerveau. Les scientifiques continuent d’affiner les modèles, et Spetic et Vonderhuevel semblent être de plus en plus sensibles à ceux-ci. Vonderhuevel, les yeux bandés, a réussi à tenir des raisins ou des cerises dans sa prothèse de main, les signaux lui permettant de mesurer la pression qu’il exerçait et de retirer les tiges des fruits. Des modèles de signaux ont permis à monsieur Spetic, les yeux bandés, de discerner différentes textures comme du papier de verre, une surface lisse et une surface striée lorsque celles-ci ont été appliquées sur la prothèse de main. Même lorsque les chercheurs ont touché deux endroits différents avec deux textures différentes en même temps, il pouvait discerner le type et l’emplacement de chacun.
En raison de la progression continue des expériences avec messieurs Vonderheuval et Spetic, Tyler espère que la méthode pourra éventuellement conduire à une utilisation quotidienne. Il est optimiste que son équipe pourra développer un système qu’un patient pourrait utiliser à la maison, dans approximativement cinq ans. En plus de prothèses de main, Tyler croit que la technologie peut être utilisée pour aider ceux qui utilisent des prothèses de jambes de recueillir des informations du sol et à s’adapter à différentes surface (gravier, sable, surfaces inégales, etc.). Au-delà, l’interfaçage de neurones et de nouvelles techniques de stimulation peuvent être utiles dans la lutte contre les tremblements, la stimulation cérébrale profonde et plus.