Une prothèse artificielle expérimentale a redonné le sens du toucher à un homme amputé d’une main depuis neuf ans. Une technologie qui s’avère être un grand pas vers l’invention d’une main bionique.

Jonathan Baronet

C’est l’équipe de chercheurs de Silvestro Micera de l’École polytechnique de Lausanne (EPFL) en Suisse qui a conçu cette main artificielle. En plus de pouvoir répondre avec précision aux commandes du cerveau, elle est capable de lui transmettre des perceptions sensorielles de base.

En janvier 2013, Dennis Aabo Sørensen, un Danois de 36 ans, a eu l’opportunité d’expérimenter ce prototype à l’hôpital Gemelli de Rome en Italie. Il y a neuf ans, M. Sørensen a perdu sa main gauche lors d’un accident impliquant un feu d’artifice. Il affirme qu’avec la prothèse artificielle, il a pu retrouver des sensations qu’il n’avait pas ressenties depuis neuf ans.

Lorsque ce patient manipule un objet, des capteurs intégrés dans la prothèse mesurent la tension des tendons artificiels et la transforment en impulsion électrique.

Ce signal ne peut cependant pas être interprété par le cerveau. Les concepteurs ont donc programmé des algorithmes informatiques complexes pouvant transformer ce signal en impulsions électriques qui peuvent être utilisés par le système nerveux.

Ces signaux électriques sortant d’un ordinateur passent par de minces fils pour être envoyés vers quatre électrodes implantées sur les nerfs périphériques restants de son bras. Ils sont ainsi convertis en équivalent d’impulsions nerveuses.

Au cours d’un essai clinique d’une durée de quatre semaines, l’homme de 36 ans a été capable, les yeux bandés, de reconnaître des objets et de distinguer leur forme et leur texture. Il reconnaissait par exemple la forme sphérique d’une balle de base-ball et la forme cylindrique d’une bouteille.

Avant ce prototype, il existait déjà des prothèses de mains pouvant réagir aux commandes du cerveau. Malheureusement elles demeuraient très difficiles à contrôler du fait de leur incapacité à sentir ce qu’elles étaient en train de manipuler.

Philippe Giguère, professeur à l’Université Laval, expert en informatique et spécialiste en robotique et en intelligence artificielle, affirme qu’au fil du temps la connexion entre les circuits électroniques de ce système et le réseau de neurones finira par mourir. Il prévoit qu’après quelques mois ou quelques années, il faudra exercer à nouveau une opération de greffe des implants qui stimulent les réseaux de neurones.

Il explique que le système est alimenté par batterie. Il faudra donc considérer des défis techniques importants, car il faut que la batterie soit bonne et que les moteurs soient légers.

Il ajoute que les réflexes de mouvement avec ce système mécatronique pourraient se trouver à présenter des délais importants de centaines de millisecondes. Ce serait la même chose au niveau du toucher, ce qui rend difficile l’exécution de tâches complexes.

Selon lui, la perception sensorielle serait très floue, car dans l’essai, les chercheurs transmettaient seulement une modalité qui est la force. Ils ne transmettaient pas la vibration et la température. La température entre autres est un élément indispensable pour le sens du toucher.

Il perçoit aussi un problème de bande passante, qui est le nombre de bits d’information par seconde qui passera de la main vers le cerveau. Il en faudra abondamment pour faire des détections de texture, d’objets de prise, etc. En ce moment, il n’est pas possible d’avoir des connexions à très haut débit entre une prothèse et un corps humain.

L’équipe de chercheurs planifie réaliser d’autres essais cliniques avec plus de patients afin de perfectionner le prototype. Ils imaginent d’ici plusieurs années, des mains artificielles qui seraient beaucoup plus habiles et qui auraient un dispositif davantage miniaturisé, car pour fonctionner, cette prothèse doit pour le moment, encore être connectée à un ordinateur.