Patients with severe paralysis use Stentrode

Jean Delaunay

La puce cérébrale de Neuralink : comment les interfaces cerveau-ordinateur peuvent révolutionner le traitement des handicaps

Le premier essai humain de Neuralink a montré comment la technologie de l’interface cerveau-ordinateur (BCI) peut transformer la vie des patients handicapés, en les aidant à devenir plus indépendants.

Neuralink, la société d’implants cérébraux d’Elon Musk, recherche trois patients paralysés pour participer à une étude visant à évaluer l’efficacité de leur dispositif d’interface cerveau-ordinateur (BCI).

La société a récemment conclu son premier essai humain, qui a aidé avec succès Noland Arbaugh, un patient de 30 ans paralysé du cou aux pieds, à retrouver une certaine autonomie grâce à son dispositif implantable BCI. La semaine dernière, elle a également annoncé avoir ouvert les inscriptions au Royaume-Uni.

Cependant, le parcours d’Arbaugh avec la puce implantable n’a pas été sans difficultés, car le dispositif a rencontré des problèmes après l’implantation.

Selon un article du blog Neuralink, plusieurs fils se sont rétractés de son cerveau dans les semaines qui ont suivi l’opération, faisant perdre à Arbaugh certaines des capacités qu’il avait retrouvées.

Neuralink a dû affiner l’algorithme, ce qui a finalement permis des améliorations qui « ont remplacé les performances initiales de Noland », selon le blog.

Même si l’expérience d’Arbaugh met en évidence l’impact potentiel de la puce BCI de Neuralink sur le domaine médical et la vie de personnes se trouvant dans des situations similaires, il n’est pas le premier patient à bénéficier de cette technologie.

La technologie BCI fait l’objet d’essais cliniques depuis des années, même si les dispositifs implantables n’ont pas été largement utilisés.

De nombreuses entreprises ont développé leurs propres versions de l’appareil, ce qui pourrait potentiellement améliorer la vie des patients souffrant de problèmes médicaux allant de la paralysie aux troubles de santé mentale.

Qu’est-ce que BCI et comment restaure-t-il les fonctions perdues ?

Une interface cerveau-ordinateur, ou BCI, sert de lien de communication entre les signaux du cerveau et un appareil externe, tel qu’un membre artificiel ou un ordinateur.

« L’interface cerveau-ordinateur est un dispositif qui peut essentiellement obtenir des signaux cérébraux directement du cerveau et les décoder en certaines commandes de sortie », a déclaré le Dr Shahram Majidi, directeur des services cérébrovasculaires et neurochirurgien à l’hôpital Mount Sinai de New York, à L’Observatoire de l’Europe. .

Les BCI sont particulièrement utiles dans les cas où les patients ont perdu des fonctions spécifiques comme parler ou bouger des parties de leur corps pour diverses raisons médicales.

Selon le Dr Majidi, dans certains cas où le centre de commande du cerveau est encore intact et capable de générer des signaux, les appareils BCI peuvent aider à reprendre un certain contrôle sur ces fonctions.

« Dans ces conditions, si vous disposez d’un système capable de capter ces signaux du cerveau et de les décoder, vous pourrez alors remplacer cette fonction par une nouvelle sortie », a-t-il expliqué.

En règle générale, lorsque les humains souhaitent effectuer un mouvement spécifique ou effectuer une tâche spécifique, le cerveau génère des signaux uniques et reproductibles qui permettent l’action.

Cependant, en cas d’accident ou de maladie, le cerveau peut ne plus être en mesure de commander ces actions, et c’est alors que la technologie BCI devient inestimable.

« L’interface cerveau-ordinateur capture ces signaux et les attribue à une sortie spécifique. Par exemple, lorsque l’interface cerveau-ordinateur est en place à proximité du cerveau, elle demande au patient de serrer le poing ou de montrer un coup de pouce », a expliqué Majidi.

« Et dans chacune de ces tâches, le cerveau générera un signal particulier que le BCI capturera, puis nous pourrons le décoder vers certaines sorties ».

Essentiellement, les patients handicapés ou paralysés à cause de maladies telles que la SLA, un accident vasculaire cérébral ou une lésion de la moelle épinière peuvent toujours réfléchir à des fonctions et à des actions spécifiques, mais sont incapables de les exécuter.

Cependant, le simple fait de penser à une action spécifique amène le cerveau, qui doit être intact, à émettre le signal que le BCI capture et traduit.

Aperçu des procédures BCI

Selon Majidi, la technologie BCI existe depuis plusieurs décennies et a connu des progrès significatifs tant en termes de technologie que de fonctionnement.

Traditionnellement, les dispositifs BCI nécessitaient une chirurgie invasive à cerveau ouvert, mais des modèles plus récents, tels que le Stentrode, que Majidi a utilisé dans des essais cliniques, permettent au BCI de fonctionner sans pénétrer chirurgicalement dans le cerveau pour implanter le dispositif.

« L’avantage des électrodes Stentrode est qu’il s’agit d’une interface cerveau-ordinateur placée de manière endovasculaire mini-invasive », a déclaré Majidi.

« Cela signifie que nous ne violons pas l’anatomie du cerveau. Nous ne coupons pas la peau, nous n’enlevons pas les os, nous ne pénétrons pas dans le cerveau », a-t-il ajouté.

Avec ces dispositifs, les chirurgiens utilisent les veines entourant le cerveau pour naviguer jusqu’à l’emplacement souhaité où le BCI est implanté.

Majidi explique en outre que cette méthode minimise la réaction négative du cerveau aux électrodes utilisées dans les BCI, qui peuvent provoquer une inflammation.

Une femme utilise le dispositif d'interface mains libres cerveau-ordinateur NextMind sur le stand NextMind lors du CES Unveiled.  2020
Une femme utilise le dispositif d’interface mains libres cerveau-ordinateur NextMind sur le stand NextMind lors du CES Unveiled. 2020

Néanmoins, ces nouvelles versions de BCI ont tendance à capturer moins de signaux que les plus invasives.

Malgré cette limitation, ils offrent toujours une alternative plus durable et plus pratique.

Bien que tous les dispositifs BCI ne soient actuellement approuvés que pour une utilisation dans le cadre d’essais cliniques et non pour une application dans le monde réel, de nombreux patients ont bénéficié de cette technologie qui a changé leur vie.

« Pour les patients gravement handicapés, c’est un changement monumental »

Les conditions qui qualifient les patients pour le BCI les laissent généralement gravement handicapés et alités.

Selon Majidi, ces patients sont incapables de parler, de bouger leurs bras ou leurs jambes, ou de se lever du lit, ce qui les rend complètement dépendants de leurs soignants.

« Donc, essentiellement, la SLA provoque l’isolement complet de ces patients du monde extérieur. Ils sont obligés de rester dans leur lit, leur fauteuil roulant et leur chambre et sont complètement déconnectés du monde », a déclaré Majidi.

Cependant, la technologie BCI permet à ces personnes de commencer à effectuer des tâches régulières telles que envoyer des SMS, surfer sur Internet et envoyer des e-mails, entre autres fonctions informatiques.

Cela améliore également la communication avec leurs soignants, leur permettant de signaler la douleur et de demander de l’aide.

« Même si cela semble être un petit pas, pour les patients gravement handicapés, il s’agit d’un changement monumental et d’une nouvelle fenêtre sur un monde leur permettant de sortir de l’isolement et d’avoir un certain niveau d’indépendance », a déclaré Majidi.

Autres utilisations des dispositifs d’interface cerveau-ordinateur

« Quand nous pensons aux neurotechnologies et à la BCI, l’accent a été mis sur l’aide aux personnes souffrant de lésions médullaires et de paralysie, et c’est un domaine dans lequel les besoins sont énormes », a déclaré Jacob Robinson, fondateur et PDG de Motif Neurotech, à L’Observatoire de l’Europe Health.

« Mais je pense que les personnes qui souffrent de problèmes de santé mentale méritent tout autant ce type de technologie », a-t-il ajouté.

Motif Neurotech est une entreprise qui a trouvé une utilisation différente de la technologie BCI en développant des appareils spécialement conçus pour aider les personnes souffrant de problèmes de santé mentale tels que la dépression.

Ces dispositifs, implantés dans l’os du cerveau, créent des schémas précis de stimulation électrique qui activent les neurones dans des régions ciblées du cerveau.

Chez les personnes atteintes de troubles mentaux, certaines zones du cerveau qui facilitent les comportements de récupération comme l’exercice ou la socialisation sont sous-actives.

Les implants cérébraux aident en stimulant ces zones à améliorer la capacité d’un patient à adopter des comportements susceptibles d’améliorer sa santé mentale.

« Nous exploitons essentiellement directement le langage de l’activité à l’intérieur du cerveau et le modifions pour les personnes qui souffrent de troubles psychiatriques », a expliqué Robinson.

« Tout trouble neurologique, toute condition psychiatrique impliquant une dérégulation des états cérébraux peut être traité si nous stimulons la bonne région du cerveau », a-t-il ajouté.

Selon Robinson, il existe un grand besoin pour une telle technologie, car de nombreuses personnes souffrant de troubles de santé mentale luttent contre les effets secondaires des médicaments et souffrent constamment.

« Lorsque nous avons examiné le marché pour chaque personne souffrant d’une lésion médullaire, dix personnes souffrent de dépression résistante au traitement », a déclaré Robinson.

« C’est tout simplement invisible comparé aux personnes en fauteuil roulant », a-t-il ajouté.

L’avenir de la technologie

Pour la technologie BCI, l’avenir semble prometteur à Majidi.

« Je pense qu’en raison des progrès technologiques que nous avons réalisés au cours des dernières décennies, nous voyons Stentrode, Neuralink et d’autres types de BCI. Nous allons simplement continuer à faire progresser le domaine et à ajouter davantage à ce que nous savons sur la BCI, les limites, les opportunités », a déclaré Majidi.

« Tous n’y parviendront pas, mais nous en tirerons des leçons, nous nous ajusterons et nous nous améliorerons », a-t-il ajouté.

Pour Robinson, ces appareils pourraient fournir des informations en temps réel sur l’efficacité de la thérapie pour les patients et traiter les problèmes de santé mentale sans les effets secondaires des médicaments.

« L’avenir que je vois est celui où la neurotechnologie n’aide pas seulement les gens souffrant de communication et de paralysie, mais elle aide également les gens à se sentir mieux, à retrouver leur vie et à lutter contre les problèmes de santé mentale qui sont des tueurs silencieux », a déclaré Robinson.

Majidi ajoute : « L’avenir va être radieux, cela ne fait aucun doute. BCI est là pour rester, et ça va continuer à s’améliorer ».

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