Reproduire le sens du toucher, par le biais d’une main prothétique

La science a réalisé, ces dix dernières années, des avancées spectaculaires dans le domaine des prothèses, qu’elles soient externes (ayant pour objet la substitution d’un membre amputé) ou articulaires (ajouts ou substitutions destinées à remplacer, en partie ou en totalité, les surfaces articulaires d’une articulation).

La plupart des prothèses actuelles peuvent bouger et « fonctionnent » presque – pour ainsi dire – comme le membre ou l’articulation remplacée.

Aussi énormes que soient ces progrès, il manque pourtant toujours une chose aussi essentielle que le sens du toucher pour compléter le tableau, et créer une expérience prothétique la plus complète et la plus réaliste que possible.

Sans un retour somatosensoriel provenant du bout des doigts, il devient difficile d’établir avec précision la pression exercée sur un objet, ou encore sa position exacte dans la main prothétique, laissant alors le relais à un autre de nos sens, la vision, pour compenser cette lacune.

Sliman Bensmaia, professeur assistant en biologie des organismes et en anatomie à l’université de Chicago, étudie depuis de nombreuses années la base neurale correspondant au sens du toucher.

Il travaille désormais avec ses collègues sur un prototype de main prothétique, équipée de capteurs envoyant des signaux électriques vers un réseau d’électrodes reliées au cerveau, permettant de recréer une réponse équivalente à celle du toucher avec une main « naturelle ».

« Si vous souhaitez réellement mettre au point un bras prothétique qui peut s’utiliser avec dextérité, sans l’excès de concentration requis lorsqu’il n’y a pas de réponse sensorielle, il faut alors rétablir d’une manière ou d’une autre le feedback somatosensoriel. », rappelle-t-il.

Expériences probantes sur un groupe de macaques rhésus

Les universitaires américains ont conduit une série d’expériences sur des macaques rhésus, qui furent entrainés à répondre à une simple stimulation de la main.

Dans un premier temps, leurs mains furent touchées en douceur par une sonde, à des niveaux de pression différents ; dans un second temps, certains des singes eurent des électrodes implantées directement sur la zone du cerveau répondant au sens du toucher.

Ces derniers reçurent quelques impulsions électriques censées simuler la sensation du toucher, mais en ayant au préalable pris soin de dissimuler leurs mains, pour que les singes ne puissent compenser avec la vision, et ainsi comprendre qu’on les touchait.

En analysant les données correspondant aux différents types de stimuli, les chercheurs ont été capables de créer une fonction reliant l’impulsion électrique à différents niveaux et intensités de touchers de la main.

Lorsque les scientifiques répétèrent l’expérience avec une main prothétique directement connectée aux implants cérébraux des singes, les résultats furent plus que probants, les cobayes réagissant de manière identique que la stimulation proviennent de leur main ou de la prothèse.

Le professeur Bensmaia attend désormais que l’accord de la FDA (Food and Drug Administration) lui permette de tester son dispositif sur un être humain, afin de valider ses résultats et de développer ce qui pourrait bien être une nouvelle génération de prothèses.

Par Moonzur Rahman