La recherche médicale a franchi une étape cruciale avec l’intégration réussie d’une main bionique aux systèmes nerveux et squelettique d’une patiente. Karin, une Suédoise ayant perdu sa main, bénéficie désormais d’une prothèse commandée par son système nerveux (et l’intelligence artificielle), améliorant considérablement sa qualité de vie. Elle peut désormais effectuer 80% de ses activités quotidiennes habituelles. Cette innovation pourrait offrir une nouvelle perspective de réhabilitation pour les amputés, combinant technologie et biologie de manière inédite.
L’intégration de la technologie dans le corps humain a toujours été un enjeu central de la recherche médicale. Aujourd’hui, la fusion des prothèses bioniques avec les systèmes nerveux et squelettique de l’utilisateur offre de nouveaux espoirs aux personnes amputées.
Karin, une Suédoise ayant perdu sa main droite lors d’un accident agricole, a été implantée avec une interface homme-machine innovante. Cette interface a été conçue pour s’intégrer parfaitement avec une main bionique utilisant l’intelligence artificielle pour interpréter ses commandes.
Issue d’une collaboration internationale dirigée par Max Ortiz Catalán, du Bionics Institute de Melbourne (Australie) et du Centre for Bionics and Pain Research en Suède, cette innovation offre un espoir nouveau pour la réhabilitation et le remplacement des membres perdus. Les travaux de l’équipe sont publiés dans la revue Science Robotics.
L’impact de la technologie bionique sur l’humain
Avant d’entrer dans les détails techniques, revenons sur la patiente qui a reçu cette prothèse nouvelle génération. Amputée au niveau du coude droit après un accident agricole, elle souffrait également depuis 20 ans de douleurs fantômes. Cette sensation est décrite comme une douleur persistante dans un membre amputé. La douleur était si intense qu’elle semblait parfois insurmontable, nécessitant des médicaments pour la gérer.
L’arrivée de la technologie bionique a été une renaissance pour Karin. La prothèse lui a redonné la capacité de réaliser des tâches quotidiennes. La précision et la sensibilité de la prothèse lui ont permis de retrouver une certaine normalité dans sa vie, lui offrant une autonomie qu’elle n’avait pas eue depuis longtemps.
L’un des effets secondaires les plus remarquables a été la réduction significative de sa douleur grâce au retour des électrodes sensorielles. Elle a pu réduire considérablement sa consommation de médicaments. Cette transformation, bien que technologique en surface, a eu un impact profondément humain, redonnant espoir et une bonne qualité de vie à Karin.
Une fusion entre l’humain et la machine
L’élaboration de prothèses adaptées aux personnes amputées a toujours été confrontée à des obstacles majeurs. L’un des plus critiques est l’ancrage mécanique de la prothèse au corps, ainsi que la capacité de l’utilisateur à la contrôler de manière intuitive et fiable. Historiquement, de nombreuses prothèses ont été abandonnées par leurs utilisateurs en raison d’un manque de confort, d’une mauvaise fixation ou d’une interface utilisateur peu intuitive.
Face à ces défis, une équipe composée d’ingénieurs spécialisés en biomécanique et de chirurgiens orthopédiques a collaboré pour concevoir une solution innovante. Plutôt que de se reposer uniquement sur des mécanismes externes, ils ont cherché à établir une véritable symbiose entre la machine et le corps humain. En implantant des électrodes directement dans les nerfs et les muscles de l’utilisateur, ils ont pu établir une connexion électrique directe entre la prothèse et le système nerveux. Cette approche permet non seulement une meilleure transmission des signaux entre le cerveau et la prothèse, mais aussi une sensation plus naturelle pour l’utilisateur.
Le professeur Ortiz Catalán, l’un des pionniers de cette recherche, souligne l’importance de cette avancée. Il déclare dans un communiqué : « Le fait que [Karin] puisse utiliser sa prothèse confortablement et efficacement dans ses activités quotidiennes depuis des années est un témoignage prometteur des capacités potentielles de cette nouvelle technologie à changer la vie des personnes confrontées à la perte d’un membre ».
Un avenir technologique prometteur grâce à l’ostéointégration
Une caractéristique clé de la nouvelle technologie bionique est la fixation squelettique de la prothèse via l’ostéointégration ; le processus par lequel le tissu osseux embrasse le titane, créant une connexion mécanique solide. Fondamentalement, cela signifie que lorsqu’un implant est placé dans l’os d’une personne, les cellules osseuses se développent étroitement autour de ce denier.
Catalán explique dans une vidéo : « Cette intégration est si forte que nous pouvons attacher le membre artificiel directement au squelette ». Lorsque cette technique est combinée à la chirurgie reconstructive, il est possible de « véritablement connecter la biologie et l’électronique ».
Pour fournir une interface à laquelle la prothèse de Karin peut se connecter, deux implants ont été placés dans ses os du cubitus et du radius. Un greffon musculaire de sa jambe a ensuite été relié à ces implants, donnant ainsi aux muscles et aux nerfs sectionnés du moignon du bras de Karin un support auquel se rattacher.
Étant donné que la prothèse est directement ancrée à l’os, les chercheurs affirment qu’elle est beaucoup plus confortable à porter pour les patients que les prothèses conventionnelles à rotule. De plus, comme les électrodes sensorielles sont intégrées à l’intérieur de la main robotique plutôt qu’à l’extérieur, la stimulation neuronale directe est perçue de manière cohérente et fiable par la main.
Par rapport à une prothèse conventionnelle, cette nouvelle technologie a presque quadruplé la précision de préhension de Karin. De plus, comme l’explique Catalan, « notre approche chirurgicale et technique intégrée explique également la réduction de la douleur, car Karin utilise désormais à peu près les mêmes ressources neuronales pour contrôler la prothèse que pour sa main biologique manquante ». Le PDG du Bionics Institute, Robert Klupacs, conclut que cette recherche donnera la possibilité aux personnes du monde entier ayant subi une amputation sous le coude de retrouver leur qualité de vie.
VIDÉO : Comment fonctionne le membre bionique ? © Center for Bionics and Pain Research