Les implants rétiniens peuvent donner aux aveugles une forme de vision artificielle

Être capable de faire revoir les aveugles ressemble à des miracles ou même à de la science-fiction. Et cela a toujours été l’un des plus grands défis pour les scientifiques. Diego Ghezzi, titulaire de la Chaire Medtronic en Neuro-ingénierie (LNE) de l’École d’ingénierie de l’EPFL, a fait de cette question un axe de recherche.

Depuis 2015, lui et son équipe développent un implant rétinien qui fonctionne avec des lunettes intelligentes équipées d’une caméra et un micro-ordinateur.

Notre système est conçu pour donner aux aveugles une forme de vision artificielle en utilisant des électrodes pour stimuler leurs cellules rétiniennes. « 

Diego Ghezzi, Chaire de neuroingénierie, École d’ingénierie, Ecole polytechnique fédérale de Lausanne

Ciel étoilé

La caméra intégrée dans les lunettes intelligentes capture des images dans le champ de vision du porteur et envoie les données à un micro-ordinateur placé dans l’un des embouts des lunettes. Le micro-ordinateur transforme les données en signaux lumineux qui sont transmis aux électrodes de l’implant rétinien.

Les électrodes stimulent alors la rétine de telle sorte que le porteur voit une version simplifiée, en noir et blanc de l’image. Cette version simplifiée est constituée de points lumineux qui apparaissent lorsque les cellules rétiniennes sont stimulées. Cependant, les porteurs doivent apprendre à interpréter les nombreux points de lumière afin de distinguer les formes et les objets. «C’est comme lorsque vous regardez des étoiles dans le ciel nocturne – vous pouvez apprendre à reconnaître des constellations spécifiques. Les patients aveugles verraient quelque chose de similaire avec notre système», explique Ghezzi.

Exécution de simulations, pour le moment

Le seul hic, c’est que le système n’a pas encore été testé sur l’homme. L’équipe de recherche doit d’abord être certaine de ses résultats. «Nous ne sommes pas encore autorisés à implanter notre dispositif chez des patients humains, car l’obtention de l’approbation médicale prend beaucoup de temps. Mais nous avons mis au point un processus pour le tester virtuellement – une sorte de contournement», explique Ghezzi. Plus précisément, les ingénieurs ont développé un programme de réalité virtuelle qui peut simuler ce que les patients verraient avec les implants. Leurs résultats viennent d’être publiés dans Matériel de communication.

Champ de vision et résolution

Deux paramètres sont utilisés pour mesurer la vision: le champ de vision et la résolution. Les ingénieurs ont donc utilisé ces deux mêmes paramètres pour évaluer leur système. Les implants rétiniens qu’ils ont développés contiennent 10 500 électrodes, chacune servant à générer un point de lumière. «Nous ne savions pas si ce serait trop d’électrodes ou pas assez. Nous devions trouver le bon nombre pour que l’image reproduite ne devienne pas trop difficile à distinguer. Les points doivent être suffisamment éloignés pour que les patients peut en distinguer deux proches l’un de l’autre, mais il doit y en avoir suffisamment pour fournir une résolution d’image suffisante », explique Ghezzi.

Les ingénieurs devaient également s’assurer que chaque électrode pouvait produire de manière fiable un point de lumière. Ghezzi explique: « Nous voulions nous assurer que deux électrodes ne stimulent pas la même partie de la rétine. Nous avons donc effectué des tests électrophysiologiques qui impliquaient l’enregistrement de l’activité des cellules ganglionnaires rétiniennes. Et les résultats ont confirmé que chaque électrode active effectivement un partie différente de la rétine. « 

L’étape suivante a consisté à vérifier si 10 500 points lumineux offrent une résolution suffisante – et c’est là que le programme de réalité virtuelle est entré en jeu. « Nos simulations ont montré que le nombre de points choisi, et donc d’électrodes, fonctionne bien. En utiliser plus offrir des avantages réels aux patients en termes de définition », déclare Ghezzi.

Les ingénieurs ont également effectué des tests à résolution constante mais avec des angles de champ de vision différents. « Nous avons commencé à cinq degrés et avons ouvert le champ à 45 degrés. Nous avons constaté que le point de saturation est de 35 degrés – l’objet reste stable au-delà de ce point », explique Ghezzi. Toutes ces expériences ont démontré que la capacité du système n’a plus besoin d’être améliorée et qu’il est prêt pour les essais cliniques. Mais l’équipe devra attendre encore un peu avant que sa technologie puisse être implantée chez de vrais patients. Pour l’instant, la restauration de la vision reste dans le domaine de la science-fiction.