Nouvelles perspectives sur l’acceptation des prothèses de main par les amputés Une nouvelle approche cognitive de la conception de prothèses pourrait améliorer la vie des amputés et mener au développement de nouvelles applications médicales et industrielles. Santé © 1st footage/stock.adobe.com Les prothèses modernes peuvent être fonctionnelles et bien adaptées aux tâches quotidiennes. Cependant, elles pâtissent d’une faiblesse récurrente: elles présentent souvent un aspect et une sensation différents. Cela peut créer un problème d’intégrité corporelle chez les personnes amputées. En d’autres termes, les personnes amputées n’ont pas l’impression que leur membre artificiel fait vraiment partie intégrante d’elles-mêmes. La neurophysiologie cognitive dans la conception des prothèses Les problèmes liés à la neurophysiologie cognitive de la représentation du corps n’ont pas toujours été bien intégrés dans les conceptions. Cette question de l’incarnation intrigue depuis longtemps le neurologue et ingénieur biomédical Giovanni Di Pino, coordinateur du projet RESHAPE de l’université Campus Bio-Medico de Rome. «La neurophysiologie cognitive dans les prothèses concerne la partie du cerveau, la boucle de contrôle sensorimoteur, qui dit qu’il s’agit de votre main», explique-t-il. «Lorsque vous bougez votre main et qu’un grand nombre d’informations envoyées à votre cerveau correspondent, votre cerveau vous dira qu’il s’agit bien de votre main.» Afin d’orienter la conception des prothèses dans cette direction, le projet RESHAPE a cherché à réunir les disciplines de l’ingénierie robotique et neuronale avec la neurophysiologie cognitive et somatosensorielle. L’équipe du projet a analysé la façon dont le cerveau construit la représentation du corps chez les personnes valides et les amputés. Elle a ensuite cherché à identifier les caractéristiques spécifiques des prothèses qui permettent l’incarnation. Un amputé est susceptible de rejeter une prothèse performante qui ne lui donne pas l’impression d’être vivante. «Pour ce faire, nous avons placé des amputés dans un environnement de réalité virtuelle dédié et modifié les caractéristiques de leur prothèse», explique Giovanni Di Pino. «L’idée était d’identifier les caractéristiques qui confèrent à la prothèse la sensation la plus naturelle possible.» Améliorer la plasticité du cerveau Giovanni Di Pino explique que l’incarnation est un processus qui peut être appris. On peut l’envisager de la même manière qu’une raquette de tennis devient le prolongement d’un joueur, ou que des baguettes de batterie ne font qu’un avec un batteur. L’équipe a étudié de nouveaux paradigmes physiques et de contrôle permettant de faciliter l’incarnation. Un transfert de nerf a permis de rediriger les fonctions sensorielles et motrices «naturelles» de la main amputée vers les muscles pectoraux, où l’interface est plus commode. Un implant a été inséré dans l’os du moignon d’un deuxième volontaire, afin d’établir une connexion physique entre la prothèse et l’utilisateur. Enfin, le projet a également cherché à moduler l’activité cérébrale par le biais d’une stimulation non invasive. L’idée était de vérifier si la plasticité cérébrale pouvait être améliorée, afin d’aider les amputés à «apprendre» à incarner leur prothèse. Pour ce faire, l’équipe a développé un stimulateur magnétique robotisé autonome capable de neuromoduler pendant que la tête du sujet bougeait, ainsi qu’un stimulateur électrique super-sélectif des réseaux cérébraux. Aider les personnes amputées à se sentir bien dans leur peau Le succès de l’outil de plasticité cérébrale pourrait mener au lancement d’une société dérivée, et à terme, à sa commercialisation. «La neurostimulation non invasive trouve des applications au-delà des amputés», ajoute-t-il. «Il existe énormément d’utilisations potentielles, notamment le traitement de la dépression, des accidents vasculaires cérébraux et de la maladie d’Alzheimer.» Entre-temps, les travaux visant à aider les amputés à incarner leur prothèse se poursuivent. Les prochaines étapes consisteront à augmenter la taille des échantillons et à étudier l’impact de la boucle sensorimotrice artificielle de l’utilisateur et de la prothèse au-delà de la représentation du corps. «L’objectif final est de proposer aux amputés une prothèse discrète et facile à porter qui leur donne le contrôle», explique Giovanni Di Pino. Ces techniques pourraient également servir au développement d’exosquelettes fonctionnels et pour affiner un large éventail d’interactions entre l’homme et l’artifice. Mots‑clés RESHAPE, amputé, prothèses, neurophysiologie, prothétique, cerveau
