Diriger un bras robotisé par la pensée, c’est possible

Diriger un bras robotisé par la pensée, c’est possible!!



Cathy Hutchinson, tétraplégique de 58 ans, a pu déguster un café par elle-même, comme bon lui semblait ou plutôt… comme elle le voulait. En effet, malgré sa paralysie, elle a contrôlé un bras-robot par la pensée.

C’est un petit séisme pour le monde de la science, une bouffée d’espoir pour des millions de personnes. Après des années de recherche, l’Université Brown (en collaboration avec le Département américain des Anciens conbattants) vient de publier dans le magazine Nature du 16 mai dernier les fruits de leur travail, qui s’avèrent la plus grande avancée neuroprosthétique jamais réalisée.

En 2004, la même équipe de chercheurs avait permis à un homme de déplacer un curseur de souris par la pensée (expérience semblable au système Brindisys). L’exploit de Cathy Hutchinson de porter un verre à sa bouche réside dans le fait d’avoir fait bouger le bras-robot dans l’espace, et non plus « en 2D », sur un écran. Le mouvement a été généré par les signaux de son cerveau, lesquels, après avoir été captés par une micro-puce implantée, étaient traduits dans un langage que la neuroprothèse pouvait interpréter.

Cette expérience est donc une ligne de plus à ajouter à l’aventure cybernétique, dans laquelle l’éthique vient de plus en plus se frotter aux prouesses technologiques et humaines. Encore récemment, une femme paralysée des membres inférieurs parvenait à terminer une course de 42 kilomètres à l’aide de « jambes bioniques. »

Leigh Hochberg (le neurologiste à la tête de cette étude), lui, est formel :

« Quand cette femme victime d’un AVC a réussi à atteindre ce thermos plein de café et l’a mis à sa bouche, pour ensuite le reposer à sa place, le sourire sur son visage était significatif. »
Et John Donoghue, neurobiologiste également, d’ajouter :

« Nous aurons vraiment atteint nos objectifs lorsque quelqu’un qui a perdu sa mobilité [...] pourra interagir pleinement avec son environnement sans que personne ne sache qu’il emploie une interface cerveau-ordinateur. [Dans] moins d’une décennie. »
« Paralyzed woman uses thoughts to sip coffee », sur Youtube
(sources : 1, 2

Faire bouger un robot en forme de bras articulé futuriste par la seule force de la pensée n'est plus tout à fait de la science-fiction : c'est la prouesse réalisée par une équipe de chercheurs aux Etats-Unis, révélée mercredi dans le magazine Nature.

Tétraplégique depuis 14 ans à la suite d'un accident vasculaire cérébral (AVC), Cathy Hutchinson, 58 ans, passera peut-être à la postérité pour avoir fait bouger un bras robotisé pour boire un café, grâce à un micro-réseau d'électrodes implantés dans son cerveau.

"C'est la première fois en près de 15 ans qu'elle était capable de prendre quelque chose par sa seule volonté. Je n'oublierai jamais le sourire sur son visage", a expliqué le neurologue Leigh Hochberg du Massachusetts General Hospital (MGH) de Boston, principal responsable de l'expérimentation.

L'exploit s'est déroulé le 12 avril 2011. Il a consisté pour Mme Hutchinson à télécommander grâce aux signaux captés dans son cortex moteur --partie du cerveau qui contrôle les mouvements du corps-- un bras articulé placé devant elle pour saisir une bouteille remplie de café et la porter à ses lèvres.

Cette expérimentation, en partie financée par l'organisme américain de recherche en santé NIH, vise à évaluer la sécurité et la faisabilité du système BrainGate d'interface entre le cerveau et des robots d'assistance pour personnes handicapées.

Dans une première étape, le même groupe avait démontré, il y a six ans, que des personnes paralysées pouvaient déplacer un curseur sur un écran, au moyen de leurs pensées.

Le système d'implants cérébraux a permis à Mme Hutchinson --et aussi à un autre patient tétraplégique, Robert, âgé de 66 ans-- d'exercer un contrôle suffisamment fin sur le bras robotisé pour saisir un objet en mousse.

Le système consiste en un réseau d'une centaine d'électrodes, chacune de la taille d'un cheveu, implanté dans le cortex pour capter les signaux du cerveau et les transformer en commandes digitales pour le robot.

Mme Hutchinson a expliqué que l'exercice n'était au final pas fatiguant: "Au tout début je devais me concentrer et me focaliser sur les muscles dont j'avais besoin. Mais je me suis vite habituée."

Les scientifiques espèrent améliorer le bras robotique pour qu'il fonctionne plus harmonieusement et réalise des tâches plus complexes.

"Nous sommes impatients de faire progresser la technologie pour qu'un jour nous puissions reconnecter le cerveau directement à un membre (paralysé) ou bien le connecter à une prothèse", explique le spécialiste des neurosciences, John Donoghue, de l'université américaine Brown.

"Nous aurons vraiment atteint nos objectifs lorsque quelqu'un qui a perdu sa mobilité en raison d'une lésion neurologique ou d'une maladie, pourra interagir pleinement avec son environnement sans que personne ne sache qu'il emploie une interface cerveau-ordinateur", explique-t-il.

Il faudra encore des années pour y parvenir mais "moins d'une décennie", estime-t-il.

Les scientifiques américains ont été encouragés en constatant que 15 ans après son AVC, Mme Hutchinson "était encore capable de générer toute l'activité neuronale nécessaire pour faire des mouvements précis, complexes et en trois dimensions".

Cette étude est une collaboration entre le Département américain des Anciens combattants, l'Université Brown, le Massachusetts General Hospital, la Harvard Medical School et le Centre aérospatial allemand (DLR).

En mai 2011, les neurochirurgiens aux États-Unis avaient permis à un paraplégique de se lever, de bouger ses jambes et de marcher sur un tapis roulant grâce à des électrodes implantées dans le bas du dos.