Une micropuce reliant le cerveau et le corps aide un homme paralysé à retrouver le mouvement du bras

Restaurer le mouvement durable

Dans un étude 2022, des chercheurs européens ont identifié des neurones associés à la marche. Ils ont aidé avec succès neuf personnes à améliorer ou à retrouver leur capacité à marcher.

Cependant, les participants devaient être soutenus par une interface robotique.

Le professeur Bouton a également utilisé un seul pontage neuronal dans des recherches antérieures pour aider les personnes à déplacer des membres paralysés avec leurs pensées. Cette approche ne fonctionnait qu’avec un ordinateur et ne pouvait pas restaurer les sensations et les mouvements ni favoriser une récupération durable.

Un accident de plongée en juillet 2020 a causé des blessures aux niveaux C4 et C5 des vertèbres de Thomas. Thomas a perdu toute sensation et mouvement de la poitrine vers le bas.

Le présent essai clinique visait à rétablir un mouvement physique durable au-delà du laboratoire. Les chercheurs espéraient également aider le sujet à retrouver son sens du toucher.

Cartographier les centres de mouvement du cerveau

Le Dr Adam Stein, titulaire de la chaire de médecine physique et de réadaptation de Northwell Health, a collaboré avec les cliniciens et les chercheurs des instituts Feinstein pour cartographier le cerveau de Thomas.

Ils ont utilisé des IRM fonctionnelles pour aider à localiser les zones impliquées dans le mouvement du bras et la sensation de toucher dans la main du sujet. Les IRM ont également aidé les chercheurs à voir où insérer les électrodes motrices et sensorielles.

Chirurgie cérébrale avec rétroaction en temps réel

Après avoir recueilli ces informations essentielles, l’équipe chirurgicale a effectué une intervention chirurgicale intense de 15 heures au North Shore University Hospital de Manhasset, New York.

À certains moments, Thomas était éveillé et capable de dire aux médecins quelles sensations il ressentait dans ses mains.

Le Dr Ashesh Mehta, l’un des principaux chirurgiens de la procédure, professeur à l’Institut de médecine bioélectronique des Instituts Feinstein et directeur du Laboratoire de cartographie du cerveau humain de Northwell, a déclaré :

« Parce que nous avions les images de Keith et qu’il nous parlait pendant certaines parties de son opération, nous savions exactement où placer les implants cérébraux. »

L’équipe a placé deux puces dans la zone du bras responsable du mouvement. Ils en ont inséré trois autres dans la région du cerveau responsable de la sensation et du toucher dans les doigts.

Thérapie axée sur la pensée et pontage neuronal

Thomas a été emmené au laboratoire, où deux ports ont connecté sa tête à un ordinateur qui utilise l’IA pour capturer et traduire ses pensées en action. Cette thérapie axée sur la pensée est à la base de l’approche du double pontage neuronal.

La dérivation capte et lit les intentions du sujet, envoyant des signaux électriques de son implant cérébral à l’ordinateur. L’ordinateur transmet ensuite des signaux aux patchs d’électrodes placés sur sa colonne vertébrale et les muscles de la main de son avant-bras pour stimuler la fonction.

Des capteurs au bout des doigts et dans la paume de Thomas transmettent des informations de toucher et de pression à son cerveau pour restaurer la sensation.

« Lorsque le participant à l’étude pense à bouger son bras ou sa main, nous ‘suralimentons’ sa moelle épinière et stimulons son cerveau et ses muscles pour aider à reconstruire les connexions, fournir une rétroaction sensorielle et favoriser la récupération », a expliqué le professeur Bouton.

Grâce à ce double pontage neuronal, Thomas pouvait bouger ses bras à volonté. Il sentit le toucher de sa sœur, ce qui était la première fois qu’il ressentait quelque chose depuis son accident.

Nouvelle force, résultats continus

Les chercheurs ont déclaré que le double pontage neuronal avait stimulé une certaine récupération naturelle des blessures de Thomas, ce qui pourrait inverser certains des dommages. Il a également gagné plus du double de la force de ses bras depuis le début de l’étude.

Thomas ressent également de nouvelles sensations au poignet et à l’avant-bras, même lorsque le système est éteint.

Les cliniciens de Northwell espèrent que leur nouvelle procédure permettra au cerveau, à la moelle épinière et au corps de générer de nouvelles voies de communication sur le site de la blessure.

En fin de compte, ils prévoient que la médecine bioélectronique permettra aux personnes blessées et malades d’être traitées avec leurs propres nerfs, sans intervention pharmaceutique.

« Ce type de thérapie axée sur la pensée change la donne. Notre objectif est d’utiliser un jour cette technologie pour donner aux personnes vivant avec la paralysie la capacité de vivre une vie plus complète et plus indépendante », a déclaré le professeur Bouton.

À propos des lésions de la moelle épinière

Une lésion de la moelle épinière (SCI) peut perturber les voies entre le cerveau et la moelle épinière, un faisceau complexe de nerfs qui parcourt le dos. Cela provoque des déficits temporaires ou permanents de la fonction motrice, sensorielle ou autonome de la moelle épinière.

On estime que 302 000 personnes aux États-Unis sont confrontées chaque année à une LM traumatique et que 18 000 nouveaux cas surviennent chaque année. Plus de la moitié de ces personnes peuvent ne pas retrouver leur pleine fonction.

Une lésion grave ou complète de la moelle épinière rend la moelle incapable de transmettre des signaux sous la zone lésée. Cela conduit à la paralysie et à la perte de sensation en dessous du niveau de la blessure.

Plus de 100 millions de personnes dans le monde vivent avec une paralysie ou une autre déficience motrice.