Jambes bioniques: la stimulation nerveuse directe rétablit le toucher naturel des membres et les sensations de mouvement
Les prothèses disponibles sur le marché n’induisent aucun retour sensoriel, ce qui risque de provoquer des chutes et une perte de confiance dans la prothèse. Les amputés dépendent principalement d’un membre intact, ce qui produit une marche asymétrique qui entraîne de l’arthrite à long terme, de l’ostéoporose et des douleurs dorsales, ainsi qu’une mobilité réduite et une fatigue accrue. De plus, l’absence de toute connexion physiologique entre la prothèse et le système nerveux du patient provoque des douleurs des membres fantômes.
Une prothèse qui rétablit la sensation de toucher et de mouvement
Pour résoudre ce problème, le projet SensAgain, financé par l’UE, a conçu une neuroprothèse innovante qui permet de retrouver les sensations du membre perdu. Le projet a été coordonné par SensArs Neuroprosthetics et s’est appuyé sur la technologie SENSY développée lors du projet NEBIAS. Conçue à l’origine pour les amputés de la main pour redonner à l’utilisateur les sensations d’une main perdue, la technologie SENSY a été développée et adaptée aux prothèses des membres inférieurs. Francesco Petrini, cofondateur et directeur général de SensArs Neuroprosthetics, explique: «La solution pour des prothèses plus naturelles et contrôlables est d’interfacer le dispositif avec les nerfs périphériques qui restent anatomiquement et fonctionnellement intacts après l’amputation.» La neuroprothèse comprend une semelle intérieure placée sous le pied de la prothèse de jambe utilisée par le patient et un contrôleur externe qui reçoit les informations de pression de la semelle intérieure et les informations de mouvement de la prothèse de jambe. Ces informations sont ensuite transformées par un système de stimulation implantable, interfacé aux nerfs du patient. Les signaux sont transmis aux nerfs par de petites impulsions de courant. Comme le dit M. Petrini, «SENSY communique dans la langue du système nerveux». Puis la nature se charge du reste: les signaux des nerfs sont transmis au cerveau des patients, qui sont capables de percevoir le toucher et le mouvement de la prothèse de membre inférieur. «Le prototype a été validé cliniquement chez trois amputés des membres inférieurs obtenant des résultats très encourageants avec un consortium d’experts européens en neurologie, neurosciences, neuro-ingénierie, chirurgie et technologie,» poursuit M. Petrini. Les résultats de cet essai pilote ont été publiés dans Science Translation Medicine et Nature Medicine en 2019. Les patients ont ressenti des sensations de toucher à plus de 20 endroits de la plante du pied, et de contraction issues de quatre muscles de la jambe. Ces sensations, déclenchées par les capteurs ajoutés à la prothèse, ont permis aux patients de réduire le risque de chute et d’augmenter leur mobilité. La prothèse a été perçue comme une continuation du corps et non comme un dispositif externe, comme c’est généralement le cas avec les solutions commerciales. Ceci a accru la confiance dans l’utilisation du dispositif et réduit la charge cognitive dans le contrôle de la prothèse.
Perspectives d’avenir
Collectivement, l’équipe de SensAgain a travaillé à résoudre les limites des dispositifs de prothèses de membres inférieurs actuellement disponibles en connectant le système nerveux avec les machines elles-mêmes et en restaurant les sensations de la jambe manquante. Ceci permettra non seulement aux personnes handicapées de disposer d’un dispositif unique de rééducation, mais également de stimuler l’adoption de prothèses. Étant donné que les amputés des membres souffrent de comorbidités supplémentaires, dont l’arthrite, l’ostéoporose et les maux de dos, la prothèse SENSY, qui rétablit la fonctionnalité des membres, devrait améliorer la santé globale du patient. SensArs a reçu des fonds supplémentaires de la Commission européenne dans le cadre du projet GoSafe qui a débuté en novembre 2019. Après la finalisation du prototype industriel, SENSY sera validée chez des animaux et un essai clinique plus large sera mené. Les résultats cliniques sont attendus d’ici la fin de l’année 2022 et seront utilisés pour certifier le dispositif en vue de sa commercialisation.
Mots‑clés
SensAgain, membre, prothèse, amputé, SENSY, électrode, retour sensoriel
