Le professeur Max Jair Ortiz Catalan, un chercheur qui a développé une prothèse de bras contrôlée par l’esprit permettant aux patients de ressentir, espère que cette invention sera largement disponible dans les prochaines années. Pendant ce temps, le traitement par réalité augmentée pourrait aider les patients souffrant de douleurs fantômes après une amputation.
En 2020, une étude du Pr Ortiz Catalan et de ses collègues a été publiée dans le New England Journal of Medicine . Il décrit les cas de trois patients vivant avec des prothèses de bras contrôlées par l’esprit. Pour la première fois, les patients amputés pouvaient ressentir une sensation de toucher.
“Ce que nous essayons de faire, c’est de remplacer un membre biologique perdu par un membre artificiel”, a déclaré le Dr Max Ortiz Catalan, professeur à l’Université de technologie Chalmers en Suède, dans une interview pour Healthnews .
Connexion aux os, aux nerfs et aux muscles
Les prothèses mécaniques qui ressemblent à des crochets sont utilisées depuis plus d’un siècle. Cependant, les défis sur la façon de les contrôler, de les ressentir et de les attacher au corps demeurent, explique le professeur Ortiz Catalan.
La manière conventionnelle de fixer une prothèse mécanique se fait par une emboîture prothétique, un dispositif qui suspend la prothèse sur le membre résiduel. Mais, selon le Pr Ortiz Catalan, le port de l’emboîture prothétique peut être très inconfortable et douloureux en raison de la pression exercée sur le membre.
“Il existe de nombreux appareils robotiques qui peuvent être utilisés comme mains. Mais les connecter au corps et permettre aux gens de les contrôler a été le défi majeur des 10 à 20 dernières années”, dit-il.
Pour relever le défi, le professeur Ortiz Catalan et son équipe ont développé un système d’implant neuromusculosquelettique qui permet aux patients de contrôler leur bras prothétique en utilisant leur esprit. Les chercheurs ont appliqué une technologie appelée ostéointégration, qui permet l’introduction d’un implant à l’intérieur de l’os.
Ensuite, l’os se développe étroitement autour de l’implant et l’intègre, ou, comme le dit le professeur Ortiz Catalan, devient une extension du squelette.
À l’aide d’électrodes implantées dans les muscles et les nerfs à l’intérieur du membre résiduel, l’interface neuromusculo-squelettique envoie des signaux dans les deux sens entre la prothèse et le cerveau.
“Il s’agit d’une interface homme-machine hautement intégrée, une connexion au squelette, aux nerfs et aux muscles. Grâce à cette technologie, nous traduisons le système de contrôle biologique en un système robotique. Nous ne fabriquons pas le bras lui-même, mais nous établissons la connexion entre la personne et la prothèse, afin que les patients puissent utiliser le bras ou la main comme ils le souhaitent », a déclaré le professeur Ortiz Catalan à Healthnews .
Moins sophistiqué mais fiable
Selon le professeur Ortiz Catalan, les patients peuvent généralement utiliser une prothèse de bras immédiatement après la chirurgie, même si elle fonctionne avec une fonction limitée. Cependant, il faut du temps au patient pour se rappeler comment effectuer certains mouvements ; par conséquent, l’exécution de fonctions plus exigeantes peut prendre plus de temps.
Le chercheur affirme qu’il est impossible de comparer un membre prothétique à une main biologique en termes de motricité. Mais même s’il est moins sophistiqué, le membre prothétique contrôlé par l’esprit est fiable.
“Cela peut vous aider à saisir et à déplacer des objets et à effectuer de nombreux autres mouvements avec un contrôle intuitif et fiable”, déclare le professeur Ortiz Catalan.
À ce stade, la prothèse contrôlée par l’esprit permet de ressentir le toucher. Il “indique” au patient la force à utiliser lorsqu’il saisit un objet.
Comme pour toute autre intervention chirurgicale, l’implantation d’une prothèse n’est pas sans risques. Elle nécessite une anesthésie, ce qui peut entraîner des complications, et les implants comportent des risques d’infection. Le professeur Ortiz-Catalan affirme que les personnes atteintes de maladies cardiovasculaires ne sont pas éligibles pour un tel implant.
Néanmoins, au moins sept personnes vivent actuellement avec les membres bioniques contrôlés par l’esprit développés à l’Université de technologie de Chalmers, à l’hôpital universitaire de Sahlgrenska et à Integrum AB. Le professeur Ortiz Catalan espère que les prothèses seront largement disponibles dans les prochaines années. Mais étant une technologie aussi sophistiquée, cela peut être coûteux.
“De nombreux autres groupes de recherche dans le monde travaillent sur des solutions moins chères qui peuvent être moins fonctionnelles mais plus largement disponibles. Ces types d’appareils sont très importants car ils offrent une solution à de nombreuses personnes aujourd’hui. Notre technologie est expérimentale, et nous espérons qu’une fois devient plus courant et établi, il sera moins cher et plus accessible », a-t-il déclaré.
Traitement moderne des douleurs fantômes
On estime que 8 personnes sur 10 qui perdent un membre ressentent un certain degré de douleur fantôme – une sensation comme si le membre manquant était là. Le professeur Ortiz Catalan dit que les scientifiques ne savent toujours pas précisément pourquoi cela se produit, mais il existe plusieurs hypothèses.
L’un est lié aux zones du cerveau humain dédiées au traitement des informations provenant de différentes parties du corps. Même lorsque le membre manque, la sensation peut toujours être représentée dans cette carte sensorielle, et le cerveau peut continuer à créer l’expérience.
Le professeur Ortiz Catalan dit que dans de nombreux cas, la douleur fantôme diminue lorsqu’une personne commence à porter une prothèse. “Plus la prothèse est fonctionnelle et mieux intégrée, moins les patients sont susceptibles de ressentir des douleurs du membre fantôme”, explique-t-il.
Alors que tout le monde n’est pas éligible ou n’a pas accès à une prothèse, les chercheurs cherchent des traitements alternatifs pour les douleurs fantômes. Le professeur Ortiz Catalan et son équipe ont développé une nouvelle méthode appelée exécution motrice fantôme, qui consiste à utiliser les signaux musculaires du membre amputé pour contrôler des environnements augmentés et virtuels.
La méthode donne vie au bras fantôme perçu grâce à une représentation virtuelle que le patient peut voir et contrôler sur un écran. De cette façon, le patient réactive les zones du cerveau qui servaient à déplacer le bras avant qu’il ne soit amputé, ce qui pourrait expliquer pourquoi la douleur du membre fantôme diminue.
“C’est très utile pour les patients qui n’ont pas de prothèses car elles ne sont pas toujours faciles d’accès. Au lieu de cela, nous créons un environnement de réalité virtuelle et permettons aux patients de contrôler une prothèse virtuelle. Des études ont montré que cela aide à réduire la douleur fantôme.” a déclaré le professeur Ortiz Catalan à Healthnews .
Lorsqu’on lui a demandé si l’avenir des personnes amputées semblait prometteur, alors que les chercheurs développaient des technologies modernes telles que des membres bioniques ou des exosquelettes, le professeur Ortiz Catalan a déclaré que cela semblait définitivement meilleur qu’il ne l’est actuellement.
“Mais nous sommes encore loin d’un remplacement artificiel parfait d’un membre biologique. Je dirais donc que l’avenir s’annonce bien, mais nous devons également être réalistes”, a-t-il déclaré.
