Casser un œuf est un défi - appliquez trop de pression et la coquille se brise, appliquez-en trop peu et cela ne cassera pas. Pour les personnes amputées, de telles tâches qui impliquent des quantités de pression «exactes» sont quasiment impossibles en raison de l'incapacité du corps à recevoir les informations des appareils prothétiques. De nouvelles recherches aident maintenant deux hommes amputés à ressentir une pression tactile, une avancée décisive qui pourrait un jour changer le fonctionnement des prothèses avec le corps.
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L'étude, publiée aujourd'hui dans la revue Science Translational Medicine, détaille un nouveau type de bras prothétique intégrant des électrodes à détection tactile dans le système nerveux du corps. Les chercheurs ont utilisé cet appareil pour en savoir plus sur la manière dont le système nerveux transmet des informations sur l'intensité tactile - l'intensité du toucher - au corps.
Deux hommes amputés ont été équipés du système prothétique, qui comprend des capteurs de pression sur la main prothétique et un stimulateur qui transmet cette information de pression aux poignets d'électrodes implantées autour de trois ensembles de nerfs qui contrôlent le mouvement de la main. Lorsque les hommes utilisent leurs mains prothétiques, ils envoient des impulsions électriques contenant des informations sur la pression directement à ces nerfs qui contrôlent les mains, ce qui stimule le cerveau. Le cerveau interprète ensuite les informations d'intensité envoyées par les électrodes.
Au cours d’une série d’essais, les chercheurs ont découvert que leurs sujets pouvaient différencier 20 niveaux d’intensité tactile. Non seulement ils ont pu distinguer des niveaux d'intensité similaires, mais ils ont également pu évaluer l'intensité du toucher et la comparer et même l'adapter à la même intensité avec la main non prothétique.
Étant donné que les hommes n'ont pas de fibres nerveuses dans leur prothèse, ces résultats sont très importants. Mais plus important encore, les chercheurs ont utilisé leurs observations pour déterminer le fonctionnement réel des réponses neuronales au toucher.
Ces expériences suggèrent qu'en ce qui concerne les neurones activés par le toucher, le taux de déclenchement et le nombre activé fournissent des informations sur ce qui se passe. Ces informations ouvrent des perspectives pour que les futures prothèses incorporent mieux les informations tactiles, ce qui constituerait un véritable coup d'éclat pour les personnes amputées.
"Lorsque vous perdez votre sens du toucher, vous devez utiliser l'un des autres sens pour établir une connexion avec l'objet que vous prenez, " Jared Howell, directeur de l'orthopédie et des prothèses au Baylor College of Medicine qui ne participait pas l'étude, raconte Smithsonian.com.
Howell, qui travaille avec des personnes amputées dans le cadre de sa pratique clinique et dirige des recherches pour créer de meilleures prothèses, affirme que les personnes amputées sont obligées de se fier à la vue au lieu du toucher, ce qui les empêche ensuite de participer pleinement à d'autres activités nécessitant leur vue. «Ils perdent en réalité un niveau d'indépendance et de fonctions qu'ils auraient autrement», dit-il.
À l’avenir, les chercheurs espèrent fonder leurs travaux sur des travaux susceptibles de permettre de meilleures prothèses, voire d’autoriser des robots à transmettre des informations tactiles à l’homme. Mais pour le moment, les prothèses expérimentales permettent à deux hommes de faire un travail complexe en tour, des chiens de promenade et, bien sûr, des œufs en fente - des tâches qui semblaient autrefois insurmontables avec des prothèses relativement peu robustes et non neurales.
«Nous ne rétablirons jamais la véritable fonction tant que le cerveau n'aura pas interagi avec le système prothétique», explique Howell. La recherche récemment annoncée pourrait constituer une étape vitale sur cette voie, à savoir si cette technologie est finalement accessible à plus de deux personnes.
Pendant ce temps, les chercheurs continueront à déchiffrer le code sur la manière dont le corps interagit avec son sens du toucher, un neurone (et un œuf) à la fois.
