Un homme de 34 ans laissé paralysé après avoir subi une blessure par balle est devenu la première personne à avoir un dispositif neuroprothétique implanté dans la région du cerveau responsable de l'intention du mouvement, lui permettant de contrôler un bras robotique avec son esprit.

Grâce au dispositif neuroprothétique, Sorta est capable de contrôler un bras robotique avec ses pensées.

Crédit d'image: Spencer Kellis, Caltech

Erik Sorto, un père de deux de Californie, a subi une blessure par balle à l'âge de 21 ans, en séparant sa moelle épinière et en laissant incapable de bouger les bras et les jambes. Grâce au nouveau dispositif, Sorto peut maintenant se serrer la main, ramasser une boisson et même jouer "rock, paper, scissors".

«J'ai été surpris de voir à quel point il était facile de contrôler le bras robotique», dit Sorto. «Je me souviens d'avoir cette expérience hors du corps, et je voulais tout simplement courir et tout le monde à cinq».

Le succès du dispositif neuroprothétique est le résultat d'un projet conjoint impliquant des chercheurs de l'Institut de technologie de Californie (Caltech), Keck Medicine de l'Université de Californie du Sud (USC) et du Centre national de réhabilitation Rancho Los Amigos à Downey, en Californie.

Dans le journal Science , L'investigateur principal Richard Anderson, professeur de neurosciences de James G. Boswell à Caltech, et ses collègues expliquent comment ils ont implanté le dispositif et comment cela fonctionne.

Auparavant, la recherche sur les neuroprosthetics s'est concentrée sur l'implantation de dispositifs dans le cortex moteur - la zone du cerveau qui contrôle le mouvement. Bien que cela ait permis aux patients d'avoir un certain contrôle sur les membres robotiques, les résultats ont été incohérents, les mouvements étant souvent très retardés ou fragiles.

Pour ce projet, l'équipe s'est concentrée sur le cortex pariétal postérieur (PPC) - la région du cerveau qui contrôle l'intention du mouvement plutôt que le mouvement lui-même.

Activité PPC enregistrée par de petits réseaux d'électrodes et décodée pour contrôler le bras robotique

Les chirurgiens de Keck Medicine d'USC ont implanté deux petits réseaux d'électrodes - 4 mm x 4 mm de taille - dans le PPC de Sorta. Un groupe d'électrodes contrôle la portée, tandis que l'autre contrôle la prise en main. Chaque réseau se compose de 96 électrodes actives qui notent l'activité de chaque cellule nerveuse dans le PPC.

Un câble relie les réseaux d'électrodes à un système informatique qui lit l'activité des cellules nerveuses dans le PPC, en le décodant pour déterminer l'intention du cerveau de se déplacer et de contrôler les dispositifs auxquels il est connecté - dans ce cas, un bras robotique et un curseur d'ordinateur.

La chirurgie - menée le 17 avril 2013 - était une procédure complexe et a pris 5 heures pour compléter, selon l'équipe.

"Ces réseaux sont très petits, donc leur placement doit être exceptionnellement précis, et il a fallu beaucoup de planification - en collaboration avec l'équipe Caltech pour s'assurer que nous l'avons bien compris", explique le neurochirurgien Charles Liu, professeur de chirurgie neurologique et de neurologie et Ingénierie biomédicale à l'USC.

"Parce que c'était la première fois que quelqu'un avait implanté cette partie du cerveau humain, tout sur la chirurgie était différent: l'emplacement, le positionnement et la façon dont vous gérez le matériel", ajoute-t-il. "Gardez à l'esprit que ce que nous sommes en mesure À faire - la capacité d'enregistrer les signaux du cerveau et de les décoder pour finalement déplacer le bras robotique - dépend de manière critique de la fonctionnalité de ces réseaux, ce qui est déterminé en grande partie au moment de la chirurgie ".

Sorta et l'équipe de recherche parlent davantage de la procédure dans la vidéo ci-dessous:

L'étude offre de l'espoir pour les patients atteints de paralysie

Sorto a commencé la réhabilitation au centre national de réhabilitation Rancho Los Amigos 16 jours après la procédure.

Bien qu'il ait pu utiliser ses pensées pour déplacer immédiatement le bras robotique, il a fallu des semaines d'entraînement pour affiner les mouvements des bras. Maintenant, Sorta est capable de mener à bien un certain nombre de tâches en utilisant le bras, comme le ramassage d'une boisson.

"Il a été capable de faire diverses choses", a déclaré Andersen The Washington Post "Il peut jouer à des jeux vidéo et faire des ciseaux de papier rock, il peut saisir des objets. Et bien sûr, il avait un but personnel, c'est-à-dire contrôler la vitesse à laquelle il prend une bière, alors nous l'avons mis en place".

Selon la Fondation Christopher & Dana Reeve, environ 6 millions de personnes aux États-Unis vivent avec une certaine paralysie - l'équivalent de près d'une personne sur 50 américains.

Le succès du dispositif neuroprostéque a jusqu'ici excité les chercheurs neurologiques, ce qui représente une autre étape vers l'aide aux patients atteints de paralysie totale ou partielle.

L'investigatrice de l'étude, Christine Heck, professeure agrégée de neurologie et co-directrice du Neurorestoration Center de l'USC, déclare:

Nous sommes à un point dans la recherche humaine où nous faisons d'énormes progrès pour surmonter beaucoup de maladies neurologiques.

Ces essais cliniques précoces très importants pourraient donner l'espoir aux patients présentant toutes sortes de problèmes neurologiques qui impliquent une paralysie comme les accidents vasculaires cérébraux, les lésions cérébrales, la SLA et même la sclérose en plaques ".

Le projet est en cours, avec Sorto s'engager à une autre année d'étude. "Cette étude m'a été très significative", dit-il. "Autant que le projet m'avait besoin, j'avais besoin du projet. Cela me fait grand plaisir de faire partie De la solution pour améliorer la vie des patients paralysés ".

Les instituts nationaux de la santé, la Fondation Boswell, le ministère de la Défense et le Centre de Neurorestoration de l'USC ont financé l'étude.

En décembre 2014, Medical-Diag.com Rapporté sur une étude publiée dans le Journal of Neural Engineering , Dans lequel les chercheurs ont révélé comment une femme quadriplégique de 52 ans pouvait contrôler un bras robotique avec son esprit.

Cette étude a décrit des techniques similaires à celles utilisées dans cette dernière recherche, bien que les réseaux d'électrodes aient été implantés chez les patients du cortex moteur gauche plutôt que du PPC.

Un tétraplégique contrôle son bras artificiel par la pensée (Médical Et Professionnel Video 2023).