Les bras prothétiques de haute technologie donnent aux amputés dextérité et sens du toucher

Le toucher est une sensation puissante. Celui qui nous relie au monde qui nous entoure, nous permettant de distinguer entre un chaton frottant contre le dos de notre main et un clou pointu sortant d'un mur inachevé.

Mais les sensations tactiles sont plus qu'un moyen d'identifier les objets. Ils nous permettent d'affiner les mouvements de nos muscles, les informations sensorielles étant transmises au cerveau par les muscles et la peau. Cette information ajoutée fait la différence entre bercer un raisin entre le pouce et le doigt, et faire beaucoup de jus de raisin.

publicitéPublicité

Pour les amputés, le retour sensoriel de leurs membres prothétiques a longtemps été absent, même si les membres artificiels eux-mêmes ont évolué au cours des dernières décennies en dispositifs robotiques très sophistiqués. Mais deux groupes de recherche, dont les travaux sont publiés dans le numéro du 8 octobre de Science Translational Medicine, tentent de donner à ces membres artificiels toute une gamme de sensations.

Nouvelles connexes: Une nouvelle main bionique permet aux amputés de ressentir des objets en temps réel

Publicité

Les hommes ressentent près de 20 points sur les membres prothétiques

Pour donner aux amputés le sentiment de se sentant dans leur membre artificiel, le groupe de chercheurs menés par Tyler a implanté des manchettes d'électrode dans l'avant-bras d'un patient masculin et le bras d'un autre. Ces types d'électrodes enveloppent le faisceau de nerfs plutôt que de pénétrer la membrane protectrice, ce qui peut causer des lésions nerveuses à long terme.

Les capteurs des mains artificielles des patients ont fourni des informations sur la pression exercée sur les électrodes, permettant aux hommes de sentir jusqu'à 19 points distincts sur leurs membres prothétiques.

PublicitéPublicité

Un sujet d'étude tient une tomate cerise. Photo gracieuseté de Russell Lee.

Pour générer des sensations plus complexes, comme la différence entre le papier de verre et une surface lisse, un ordinateur convertit les informations des capteurs en signaux électriques variables. Ceux-ci ont été captés par les nerfs périphériques, qui ont porté l'information sensorielle au cerveau. Au fil du temps, les chercheurs ont pu affiner les signaux au fur et à mesure que les patients s'accordaient avec eux.

"Le sens du toucher s'améliore réellement", a déclaré Keith Vonderhuevel, de Sidney, Ohio, dans un communiqué de presse. Il a perdu sa main en 2005 et a fait implanter le système en janvier 2013. «Ils changent des choses sur l'ordinateur pour changer la sensation, une fois, j'ai eu l'impression que l'eau coulait sur le dos de ma main. Pour qu'un ordinateur puisse ajuster les sensations tactiles provenant des capteurs, ce système ne fonctionne actuellement que dans le laboratoire, mais les chercheurs s'attendent à développer un système à domicile d'ici cinq ans.

Lire la suite: Rapport sur les gadgets »

AdvertisementAdvertisement

L'implant osseux apporte une force supplémentaire

Le système développé par l'autre groupe de chercheurs, basé en Suède, génère un apport sensoriel à partir du membre artificiel façon. Cependant, les chercheurs ont également été en mesure d'attacher le bras artificiel directement sur le squelette, dans un processus appelé ostéointégration, plutôt que d'utiliser l'attachement de la prise dans les prothèses disponibles dans le commerce.

"Nous avons utilisé l'ostéointégration pour créer une fusion stable à long terme entre l'homme et la machine, où nous les avons intégrés à différents niveaux", a déclaré Max Ortiz Catalan, chercheur à l'université Chalmers de Göteborg en Suède. auteur de la publication, dans un communiqué de presse. "Le bras artificiel est directement attaché au squelette, assurant ainsi une stabilité mécanique. "

Max Ortiz Catalan (à gauche) et le professeur associé Rickard Brånemark (à droite) avec le premier patient traité avec le système d'implant ostéointégré. Photo gracieuseté du catalan.

Publicité

De plus, Catalan et ses collègues ont relié le bras prothétique aux restes des nerfs et des muscles du bras de l'amputé, lui conférant à la fois le sens du toucher et la capacité de contrôler le membre artificiel.

Cela lui a permis de conserver son emploi de chauffeur de camion, en utilisant son bras prothétique pour des tâches telles que l'utilisation de machines et le déballage des caisses d'œufs. Il l'utilise également pour attacher les lacets sur les patins de ses enfants.

AdvertisementAdvertisement

"La communication fiable entre la prothèse et le corps a été le chaînon manquant pour la mise en œuvre clinique du contrôle neural et du feedback sensoriel, et cela est maintenant en place", a déclaré Catalan.

Prothétique avec personnalité: l'artiste londonien crée des membres complexes pour s'adapter à des styles individuels.

Le contact approfondit la connexion à la prothèse

Le toucher permet aux amputés de mieux contrôler leur membre, surtout la pression exercée. Cependant, même sans cette sensation, les gens sont encore capables de contrôler les membres artificiels avec une quantité remarquable de dextérité, en grande partie en raison de la rétroaction sensorielle provenant des yeux et des muscles.

Publicité

Mais ajouter une sensation tactile à une prothèse peut être bénéfique aux amputés d'autres façons. L'un d'eux est la réduction de la douleur fantôme, la sensation intense que le membre est encore attaché, même s'il n'est plus présent.Les patients dans les nouvelles études ont rapporté que leur douleur fantôme a diminué après qu'ils ont commencé à ressentir avec le membre artificiel.

Le sens du toucher peut aussi aider les amputés à s'intégrer psychologiquement à leur prothèse, leur permettant de ne pas le voir comme un outil externe, mais comme un élément de leur propre corps. Ceci, à son tour, pourrait réduire le nombre d'amputés qui cessent d'utiliser leur prothèse après un court laps de temps, et améliorer la qualité de leur vie quotidienne.

PublicitéPublicité

L'image miniature est celle d'un sujet d'étude qui arrache un grain de raisin d'un bouquet. Photo gracieuseté de Dale Omori.