Le domaine des prothèses pourrait très bientôt être « révolutionné » par une nouvelle création. En effet, des chercheurs ont créé un tout nouveau type de nerf artificiel qui peut détecter le toucher, traiter l’information et communiquer avec d’autres nerfs : exactement le font ceux présents dans notre propre corps.

Cela signifie que des futures prothèses pourraient se voir dotées de capteurs pour permettre de détecter et comprendre des changement dans la texture, la position et les différents types de pression, menant à des améliorations spectaculaires dans la manière dont les personnes avec des membres artificiels (et peut-être un jour des robots ?), ressentent et interagissent avec leur environnement.

« C’est une belle avancée. Non seulement les matériaux organiques, souples et flexibles, utilisés pour rendre le nerf artificiel sont idéaux pour l’intégration avec des tissus humains pliables, mais ils sont également relativement bon marché à fabriquer dans de grands réseaux », déclare Robert Shepherd, expert en électronique organique à l’Université Cornell.

Il faut savoir que les prothèses modernes sont déjà très impressionnantes actuellement : en effet, certaines permettent aux personnes amputées de contrôler le mouvement du bras uniquement avec leurs pensées. D’autres possèdent des capteurs de pression au bout des doigts, qui aident les porteurs à contrôler leur adhérence, sans avoir besoin de constamment surveiller visuellement.

Bien entendu, notre sens du toucher naturel est bien plus complexe, intégrant des milliers de capteurs qui suivent différents types de pression, ainsi que la capacité à détecter la chaleur et les changements de position. Cette vaste quantité d’informations est transportée par un réseau qui transmet des signaux à travers de véritables grappes de nerfs locaux, jusqu’à la moelle épinière et, finalement, au cerveau.

Ce n’est que lorsque ces signaux se combinent pour devenir suffisamment importants qu’ils composent le prochain maillon de la chaîne. Mais à présent, des chercheurs dirigés par la chimiste Zhenan Bao à l’Université de Stanford à Palo Alto (USA), ont réussi à élaborer un nerf sensoriel artificiel qui fonctionne de la même manière.

Créé à partir de composants organiques flexibles, le nerf se compose de trois parties. Tout d’abord, une série de dizaines de capteurs détectent les signaux de pression : une pression sur l’un de ces capteurs provoque une augmentation de la tension entre deux électrodes. Ce changement est ensuite détecté par un second dispositif appelé oscillateur en anneau, qui convertit les changements de tension en une série d’impulsions électriques.

Ces impulsions, ainsi que celles provenant d’autres combos capteur de pression/oscillateur en anneau, sont introduites dans un troisième dispositif appelé transistor synaptique, qui envoie une série d’impulsions électriques dans des configurations correspondant à celles produites par les neurones biologiques.

Bao et ses collègues ont utilisé leur configuration pour détecter le mouvement d’un petit bâtonnet se déplaçant dans différentes directions à travers leurs capteurs de pression, ainsi que pour identifier des caractères en braille. De plus, selon les chercheurs, ils ont également réussi à connecter leur neurone artificiel à un homologue biologique : en effet, ils ont détaché une jambe d’un cafard et ont inséré une électrode du neurone artificiel à un neurone dans la jambe de l’insecte. Les signaux provenant du neurone artificiel ont provoqué la contraction des muscles de la jambe.

Selon Sheperd, comme l’électronique organique de ce type est peu coûteuse, l’approche devrait permettre aux scientifiques d’intégrer un grand nombre de nerfs artificiels, qui pourraient capter plusieurs types d’informations sensorielles.

Un tel système pourrait fournir, par exemple, beaucoup plus d’informations sensorielles aux futurs porteurs de prothèses, leur permettant de mieux contrôler leurs nouveaux membres.

Source : Sciencemag

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