L’interface décode l’activité cérébrale associée aux mouvements de marche et relaie cette information à la moelle épinière – en aval de la lésion – au moyen d’électrodes stimulant la voie neuronale activant les muscles.

L’interface a été conçue à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) et développée avec un réseau international de collaborateurs incluant Medtronic, la Brown University et Frauenhofer ICT-IMM. Elle a été testée en collaboration avec l’Université de Bordeaux, Motac Neuroscience et l’Hôpital universitaire de Lausanne (CHUV).

« C’est la première fois qu’une neurotechnologie restaure la locomotion chez des primates », indique le neuroscientifique Grégoire Courtine, qui a conduit la collaboration. « Mais il reste beaucoup de défis devant nous et il faudra peut-être plusieurs années avant que tous les composants de cette intervention aient pu être testés sur des humains. »

Dans les systèmes nerveux intacts, les signaux relatifs à la marche, issus du cortex moteur, voyagent le long de la moelle épinière, atteignent les réseaux neuronaux situés dans la région lombaire, lesquels activent les muscles des jambes afin de produire les mouvements de la marche.

Des lésions à la moelle épinière empêchent, partiellement ou complètement, ces signaux d’atteindre les neurones qui activent les muscles, ce qui entraîne la paralysie. Mais le cortex moteur est toujours capable de produire l’activité électrique contrôlant la marche, et de leur côté les réseaux neuronaux qui activent les muscles demeurent intacts.

L’interface contourne la lésion de la moelle épinière, en temps réel et sans fil. Le système décode l’activité électrique issue du cortex moteur et transmet cette information à un système d’électrodes situé à la surface de la moelle épinière lombaire. Une stimulation électrique de quelques volts, appliquée à des endroits précis de la moelle épinière, module des réseaux de neurones qui peuvent activer des muscles spécifiques dans les jambes.

Le système sans fil a permis à un primate de se comporter librement, sans la contrainte d’une électronique raccordée par des câbles, explique le chercheur.

Pour des lésions partielles, les chercheurs ont montré que l’interface fonctionne instantanément. « Le primate a pu marcher immédiatement, dès que l’interface cerveau-moelle épinière a été activée. Aucune physiothérapie ni entraînement n’ont été nécessaires », dit Erwan Bezard de l’Université de Bordeaux, qui a supervisé les expériences sur les primates.

L’interface devrait aussi fonctionner pour des lésions plus sévères de la moelle épinière, selon les scientifiques, vraisemblablement avec l’aide d’agents pharmacologiques.

(Sous-titres en français)

Psychomédia avec source : EPFL.
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