Le temps n'est pas l'ami de votre corps. Des années vont user la couleur de vos cheveux, ternir la rondeur de vos articulations, effacer l'élasticité de votre peau. Parmi ces nombreuses indignités liées à l’âge, l’un des pires est la perte de vision potentielle.
La principale cause de perte de vision liée à l'âge est la dégénérescence maculaire, une maladie qui ronge lentement la vision centrale, laissant un trou flou ou sombre au centre de votre champ de vision. Les instituts nationaux de la santé estiment que d'ici à 2020, près de trois millions d'Américains âgés de plus de 40 ans vont souffrir d'un stade de la maladie. Mais la perte de vision ne se limite pas aux personnes âgées. La rétinite pigmentaire, une maladie héréditaire, touche également environ 1 personne sur 4 000 aux États-Unis - jeunes et moins jeunes.
Les maladies ciblent les photorécepteurs, qui sont les cellules en forme de bâtonnets et de cônes situées à l'arrière de l'œil. Ces cellules convertissent la lumière en un signal électrique qui se rend au cerveau via le nerf optique. La dégénérescence maculaire et la rétinite pigmentaire décomposent ces photorécepteurs. Dans les formes les plus avancées de la maladie, de nombreuses tâches deviennent presque impossibles sans aide: lire un texte, regarder la télévision, conduire une voiture, voire identifier un visage.
Bien que les impacts soient graves, tous les espoirs ne sont pas perdus. Le reste des neurones et des cellules de la rétine qui transmettent les signaux électriques sont souvent laissés intacts. Cela signifie que si les scientifiques peuvent installer un appareil capable d'imiter essentiellement la fonction des tiges et des cônes, le corps peut toujours traiter les signaux résultants.
Les chercheurs et les développeurs du monde entier tentent justement de faire cela. Une équipe de Stanford utilise une solution petite et élégante: de minuscules implants à photodiode, une fraction de la largeur d’un cheveu, qui sont insérés sous la partie endommagée de la rétine.
«Cela fonctionne comme les panneaux solaires sur votre toit convertissant la lumière en courant électrique», explique Daniel Palanker, professeur d’ophtalmologie à l’Université de Stanford, dans un communiqué de presse. "Mais au lieu du courant qui passe dans votre réfrigérateur, il coule dans votre rétine."
PRIMA comprend des implants rétiniens, une paire de lunettes avec une caméra vidéo et un ordinateur de poche. (Daniel Palanker Lab) Surnommés PRIMA (Photovoltaic Retinal IMplAnt), les minuscules panneaux sont associés à un ensemble de lunettes comportant une caméra vidéo intégrée au centre. L'appareil photo prend des photos de l'environnement et transfère les images sans fil vers un ordinateur de poche pour traitement. Ensuite, les lunettes transmettent aux yeux les images traitées sous forme d'impulsions de lumière infrarouge proche.
La minuscule gamme d'implants de "panneaux solaires" en silicium - chacun d'environ 40 et 55 microns de diamètre dans la dernière itération de PRIMA - capte la lumière infrarouge et la convertit en un signal électrique, qui est envoyé via le réseau naturel de neurones du corps et converti en image dans le cerveau.
Pour tester le dispositif, l'équipe a implanté les minuscules panneaux PRIMA chez des rats, puis les a exposés à des éclairs de lumière, mesurant leur réponse à l'aide d'électrodes implantées sur le cortex visuel, la partie du cerveau qui traite les images. En utilisant les implants de 70 microns qu'ils avaient développés à l'époque, les chercheurs ont découvert que les rats avaient une vision d'environ 20/250, soit légèrement plus que la cécité légale aux États-Unis, soit une vision de 20/200. Cela signifie qu'une personne peut voir à 20 pieds ce qu'une personne ayant une vision parfaite peut voir à 250 pieds, rendant la plupart de ses environs flous.
"Ces mesures avec des pixels de 70 microns ont confirmé nos espoirs que l'acuité visuelle prothétique soit limitée par le pas des pixels [ou la distance entre le centre d'un pixel et le centre du pixel suivant]. Cela signifie que nous pouvons l'améliorer en réduisant la taille des pixels. ", Écrit Palanker par courrier électronique. Ils ont déjà développé des pixels aux trois quarts de la taille. "Nous travaillons maintenant sur des pixels encore plus petits", écrit-il.
Bien entendu, PRIMA n'est pas la seule équipe à poursuivre cet objectif. Un dispositif appelé Argus II de Second Sight, une société californienne, a déjà été mis sur le marché américain. Approuvé en février 2013 par la Food and Drug Administration pour les patients atteints de rétinite pigmentaire sévère, la configuration de base est similaire à celle de PRIMA. Mais au lieu d’un panneau solaire, l’implant est une grille d’électrodes, qui est fixée à un boîtier électronique de la taille d’un pois et à des antennes internes. Une caméra à lunettes prend une image traitée par un petit ordinateur, puis transmise sans fil à l'implant, qui déclenche des signaux électriques pour créer l'image.
Mais ce système présente plusieurs inconvénients. Les composants électroniques de l'implant sont encombrants et les antennes peuvent subir des interférences provenant d'appareils ménagers ou d'autres gadgets dépendant des antennes, tels que les téléphones cellulaires. L'appareil a également une résolution limitée, rétablissant la vision à environ 20/1260 sans traitement d'image supplémentaire. En raison de cette résolution limitée, la FDA n'a approuvé son utilisation que chez les patients presque aveugles.
"La FDA ne veut pas risquer d'endommager la vision d'un œil qui en a déjà, car le nombre de restaurations visuelles est minime", a déclaré William Freeman, directeur du Jacobs Retina Center de l'Université de Californie à San Diego. . "Vous pouvez avoir un peu, mais ce n'est pas beaucoup."
Beaucoup d'autres technologies sont également en cours. La société allemande Retinal Implant AG utilise une puce numérique, similaire à celle trouvée dans un appareil photo. Mais les tests préliminaires pour la technologie chez l'homme ont été mélangés. Freeman fait partie d'une autre société, Nanovision, qui utilise des implants à nanofils qui dépassent à peine la longueur d'onde de la lumière. Bien qu'ils fonctionnent de la même manière que les photodiodes de PRIMA, Freeman affirme qu'ils pourraient être plus sensibles à la lumière et aider les futurs patients à voir à l'échelle de gris, pas seulement en noir et blanc. La technologie est encore à l'essai sur des animaux pour évaluer son efficacité.
"Pour toutes ces technologies, il existe des limitations intrinsèques", a déclaré Grace L. Shen, directrice du programme des maladies de la rétine au National Eye Institute. Bien que n'étant pas directement impliqué dans la recherche sur les prothèses, Shen est responsable de programme pour l'une des subventions qui soutiennent le travail de Palanker.
PRIMA s’attaque aux limites des solutions à base d’électrodes telles que Second Sight. Bien que les images produites soient toujours en noir et blanc, PRIMA promet une résolution supérieure sans nécessiter de fil ni d’antenne. Et parce que les implants sont modulaires, ils peuvent être carrelés pour convenir à chaque patient. "Vous pouvez en mettre autant que nécessaire pour couvrir un large champ visuel", déclare Palanker.
Prima est également plus facile à implanter. Une section de la rétine est détachée lors de l'injection de fluide. Ensuite, une aiguille creuse chargée de panneaux solaires sert essentiellement à positionner les panneaux dans l'œil.
Mais comme pour toutes les chirurgies ophtalmologiques, il y a des risques, explique Jacque Duncan, ophtalmologue à l'Université de Californie à San Francisco, qui n'a pas participé aux travaux. Pour la chirurgie sous-rétinienne requise par PRIMA, ces risques incluent le décollement de la rétine, les saignements et les cicatrices. Il est également possible que si l’appareil n’est pas placé correctement, il risque d’endommager la vue.
Cela dit, le nouveau dispositif de Duncan est positif. "Je pense que c'est un développement excitant", dit-elle. «L’approche PRIMA offre un potentiel d’acuité visuelle comparable, voire supérieur, à l’appareil Second Sight ARGUS II actuellement approuvé.»
Comme Anthony Andreotolla, un patient porteur d'un implant Argus II, a déclaré à CBS plus tôt cette année, sa vision est certainement limitée: "Je peux faire la différence entre une voiture, un bus et un camion. Je ne peux pas vous dire ce qui fait la voiture est." Mais la perspective d'avancées supplémentaires donne aux patients, y compris Andreotolla, qui souffre de rétinite pigmentaire et a perdu la vue au moment où il a atteint l'âge de 30 ans, un espoir pour l'avenir.
PRIMA a encore beaucoup de chemin à parcourir avant d'être prêt pour le marché. L’équipe s’est associée à Pixium Vision, en France, et travaillent ensemble à la commercialisation. Palanker et ses co-inventeurs sont titulaires de deux brevets liés à la technologie. La prochaine étape concerne les essais sur l'homme, dont le premier vient d'être approuvé par l'organisme de réglementation français. Les essais vont commencer modestement, seuls cinq patients seront étudiés au cours de 36 mois. "Nous voulons voir quels sont les seuils et les problèmes chirurgicaux", a déclaré Palanker.
Ces tests serviront de bases d’essai pour l’appareil, explique Shen. "Jusqu'à ce qu'ils testent réellement chez l'homme, nous ne pouvons pas savoir quels en sont les avantages."
L'image de droite montre un réseau large de 1 mm implanté de manière sous-rétinienne dans un œil de rat. L'image SEM montre un grossissement plus élevé de la matrice avec des pixels de 70 microns placés sur l'épithélium pigmentaire rétinien dans un œil de porc. L'insertion de couleur à gauche montre un seul pixel dans le tableau hexagonal. (Daniel Palanker Lab) Pour le moment, explique Shen, la clarté visuelle des dispositifs ne confère pas une "image visuelle significative". Cela ne peut être réalisé que par une meilleure compréhension des voies neuronales. "Si vous avez juste un tas de fils, cela ne fait pas de radio", dit-elle. "Vous devez avoir le câblage correct."
La même chose est vraie de la vision; ce n'est pas un système plug-and-play. Les chercheurs espèrent créer des images plus nettes à l’aide de prothèses, peut-être même d’images couleur.
Palanker est d'accord. "Utiliser correctement les circuits rétiniens restants pour générer une sortie rétinienne aussi naturelle que possible devrait aider à améliorer la vision prothétique", écrit-il dans un courrier électronique.
Il y a aussi des maladies visuelles où beaucoup de ces solutions ne fonctionneront pas, dit Freeman. La perte de vision due au glaucome en est un exemple. "Les cellules rétiniennes internes sont mortes, alors quoi que vous stimuliez, il n'y a pas de connexion au cerveau", dit-il.
Mais de nombreux chercheurs de tous les domaines sont sur le terrain, repoussant les limites de ce que nous savons possible: ingénieurs, scientifiques des matériaux, biologistes et autres. Bien que cela puisse prendre un certain temps, il y en a probablement encore d'autres à venir. Comme avec nos téléphones portables et appareils photo, explique Shen, les systèmes sont devenus plus rapides, plus efficaces et plus petits au cours des deux dernières décennies. "J'espère que nous n'avons pas encore atteint notre limite", ajoute-t-elle.
Selon Freeman, la clé à l’heure actuelle est la gestion des attentes. D'un côté, les chercheurs tentent de ne pas donner de faux espoirs aux gens. "D'autre part, vous ne voulez pas dire aux gens que c'est une chose sans espoir", dit-il. "Nous essayons, et je pense que finalement une ou plusieurs de ces approches vont fonctionner."
