Une étude financée par l'UE explique que la plasticité cérébrale pourrait aider les personnes utilisant des prothèses
Des scientifiques travaillant sur le développement de prothèses contrôlées par la pensée pour les personnes ayant souffert de lésion de la moelle épinière ou d'une amputation seront ravis de lire qu'une étude a démontré que le cerveau humain est beaucoup plus souple et apte à apprendre que ce que l'on pensait auparavant. Dans son article paru dans la revue Nature, une équipe de chercheurs portugais et américains explique que grâce au processus de plasticité, des régions cérébrales peuvent être entraînées à faire des actions qu'elles ne sont pas destinées à faire. L'équipe a découvert que les mêmes circuits cérébraux utilisés dans les compétences d'apprentissage moteur, comme pour rouler à vélo ou conduire une voiture, peuvent être utilisés pour maîtriser des tâches purement mentales ou même arbitraires. Il s'agit également de la première étude à exclure le rôle des mouvements physiques lors de l'apprentissage de l'utilisation d'une prothèse. L'un des auteurs de l'étude, le Dr Rui Manuel Marques Fernandes da Costa du Champalimaud Centre for the Unknown à Lisbonne, Portugal, a reçu une subvention de démarrage du CER (Conseil européen de la recherche) d'une valeur de plus de 1,5 millions d'euros pour ses travaux dans le cadre du projet NEUROHABIT («Neural mechanisms of action learning and action selection: From intent to habit»), qui a apporté sa contribution à l'étude. Un autre auteur de l'étude, Jose Carmena de l'université de Californie à Berkeley aux États-Unis commente les résultats de l'étude: «Nous espérons que ces nouvelles informations sur le fonctionnement du cerveau mèneront à une plus grande variété de prothèses améliorées qui semblent plus vraies que nature. Selon nos résultats, apprendre à contrôler une interface cerveau-machine (ICM), qui par sa nature n'est pas naturel, peut sembler totalement normal pour un sujet, car cet apprentissage utilise des circuits intégrés cérébraux pour le contrôle moteur, ce qui est important pour les personnes qui ne peuvent pas utiliser leurs membres. La majorité des études d'ICM ont été réalisées sur des animaux sains capables d'utiliser leurs membres. Notre étude montre donc que le contrôle neuroprosthétique est possible, même si les mouvements physiques ne sont pas impliqués.» L'expérience menée par l'équipe impliquait l'observation de rats réalisant une tâche abstraite si le mouvement physique n'est pas impliqué. Les chercheurs ont découplé le rôle des neurones moteurs nécessaire au mouvement des moustaches des rats associé à l'action nécessaire pour obtenir une récompense. Les rats étaient intégrés à une ICM capable de convertir les ondes cérébrales en sons auditifs. Pour obtenir une récompense, les rats devaient moduler leurs schémas de pensée au sein d'un circuit cérébral afin d' activer ou de désactiver le signal sonore. Un retour sonore était perçu par les rats, pour qu'ils apprennent à associer les modèles de pensée spécifique au signal sonore adéquat. Sur un peu plus de deux semaines, les rats ont rapidement appris que pour recevoir la récompense alimentaire, ils devaient produire un son aigu; pour de l'eau sucrée, il suffisait d'un son grave. Si le groupe de neurones en charge étaient utilisés pour leur fonction normale, soit le mouvement des moustaches, il n'y aurait eu aucun changement sonore, et donc aucune récompense. «Ceci n'est pas naturel pour les rats», commente le Dr. Costa. «Cela nous montre qu'il est possible d'attacher une prothèse sans pour autant reproduire l'anatomie du système moteur naturel pour qu'elle fonctionne.» Les chercheurs espèrent que ces résultats mèneront à la production de prothèses qui semblent être naturelles et peuvent être utilisées sans que les patients n'aient à trop réfléchir pour faire bouger leur membre artificiel.Pour de plus amples informations, consulter: University of California, Berkeley: http://www.berkeley.edu/(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre)
Pays
Portugal, États-Unis