Chez les humains comme chez la plupart des animaux supérieurs capables de marcher au sens propre, c’est une aire spécialisée du cerveau qui transmet aux nerfs moteurs prenant leur origine dans l’épine dorsale les commandes nécessaires à la marche. Si, notamment à la suite d’un accident tel qu’ un accident de la route, cette transmission est rompue, la victime se retrouve incapable d’utiliser ses jambes pour marcher.
Des chercheurs de l’Institut Fédéral Suisse de Technologie ont eu l’idée de remplacer la liaison détruite cerveau-épine dorsale par ce qu’ils ont nommé une Brain Spine Interface (BRI) numérique. Celle-ci consiste en deux implants en forme de disque de 5 cm de diamètre greffés à la surface du cerveau et envoyant des messages informatiques provenant d’un petit calculateur porté dans un sac à dos. Ce dispositif communique sans fil (par radio) en cas de marche en utilisant un casque porté sur la tête du sujet.
Ce dernier a l’impression de commander des mouvements de marche par la pensée d’une façon globale, sans qu’il ait besoin de commander de façon coordonnée chacun des nerfs et muscles impliqués dans la marche.
L’équipe envisage maintenant d’utiliser ce dispositif pour un contrôle du bras et la main dans le cas d’une paralysie du membre supérieur . La réalisation sera plus difficile compte-tenu de la complexité de celui-ci.
Ainsi la perspective d’un robot entièrement commandé par la pensée d’un humain se rapproche peu à peu. Elle sera indispensable pour une exploration spatiale approfondie
Reference
Walking naturally after spinal cord injury using a brain–spine interface
Nature volume618, pages 126–133 (2023)
Abstract
A spinal cord injury interrupts the communication between the brain and the region of the spinal cord that produces walking, leading to paralysis. Here, we restored this communication with a digital bridge between the brain and spinal cord that enabled an individual with chronic tetraplegia to stand and walk naturally in community settings. This brain–spine interface (BSI) consists of fully implanted recording and stimulation systems that establish a direct link between cortical signals and the analogue modulation of epidural electrical stimulation targeting the spinal cord regions involved in the production of walking. A highly reliable BSI is calibrated within a few minutes. This reliability has remained stable over one year, including during independent use at home. The participant reports that the BSI enables natural control over the movements of his legs to stand, walk, climb stairs and even traverse complex terrains. Moreover, neurorehabilitation supported by the BSI improved neurological recovery. The participant regained the ability to walk with crutches overground even when the BSI was switched off. This digital bridge establishes a framework to restore natural control of movement after paralysis.
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