les fabuleux progrèss de la bionipe

PUBLIÉ LE 24/12/2010 À 15H26   MIS À JOUR LE 31/12/2010 À 16H32

Les fabuleux progrès de la bionique

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Mains, jambes, cœur, rétine, pancréas... Les avancées de l’informatique ouvrent la voie à la création d’organes artificiels et d’implants surveillant la santé des patients.

La révolution numérique réussit à engendrer de véritables miracles. Trois douzaines de personnes de par le monde, bien qu’aveugles depuis des années, ont ainsi retrouvé partiellement la vue grâce à un prototype de rétine artificielle implanté dans un de leurs yeux.

Rendre le regard à des aveugles, un tel objectif aurait paru fantaisiste au siècle dernier. Surtout, qui aurait pu deviner qu’une solution bionique serait couronnée de succès bien avant les pistes explorées par la biologie (cellules souches, génie génétique…)?

En 2010, deux douzaines d’équipes travaillent sur des projets d’œil bionique. Aux États-Unis, en Europe, au Japon, mais aussi en Corée du Sud, en Chine, et jusqu’en Australie. Les progrès les plus spectaculaires ont été accomplis par l’Artificial Retina Project, mené conjointement par six laboratoires du Department of Energy des États-Unis et trois universités, sous la direction de Mark Humayun, de l’université de Californie du Sud. Plus de trente personnes portent leurs prototypes.

La solution consiste à introduire dans l’œil un récepteur connecté à un réseau d’électrodes posé sur la rétine. Une paire de lunettes dotée d’une caméra miniature et d’un transmetteur, reliée à un boîtier porté à la ceinture, complète le dispositif. Les lunettes fournissent à l’implant à la fois les images et l’énergie électrique, par induction. Le premier prototype, Argus I, greffé entre 2002 et 2004, comportait seize électrodes, et les six patients qui l’ont testé ont donc vu – voient toujours pour cinq d’entre eux – le monde à travers seize pixels.

En 2007, un deuxième prototype a été testé, comportant soixante électrodes. Seize ou soixante pixels, en noir et blanc, c’est évidemment fort peu comparé aux millions de photorécepteurs d’un œil sain, mais pour des patients aveugles depuis vingt ans ou plus, c’est énorme. Car le fait de pouvoir détecter les obstacles dans la rue, par exemple, change leur vie.

Pourra-t-on leur permettre un jour de distinguer un visage ou de lire ? Argus III, un prototype de troisième génération qui devrait comporter plus de 200 électrodes, est attendu pour 2011. On parle de plus de 1 000 pour la génération suivante, déjà à l’étude.

Il aurait été impossible de réaliser de telles prouesses sans les progrès de l’informatique. Comment délivrer aux électrodes les signaux ad hoc, qui résultent de calculs complexes, sans un microprocesseur ? Si l’implant cochléaire, qui de manière similaire rend l’ouïe aux sourds profonds, a pu se contenter un temps de l’électronique analogique, la prothèse visuelle est un enfant de la révolution numérique.

Autre avancée remarquable de la bionique : le bras artificiel. Le prototype le plus performant a été réalisé dans le cadre du projet Revolutionizing Prosthetics 2009, lancé par le Pentagone pour venir en aide aux soldats revenant amputés d’Irak. Des volontaires testent ce bras complet, doté d’articulations réalistes et d’une main motorisée jusqu’au bout des doigts, qui comporte 25 degrés de liberté (le bras humain en compte 27).

Une telle prouesse de la mécatronique (combinaison de la mécanique, de l’électronique et de l’informatique en temps réel) repose sur la capacité d’interpréter tous les signaux du système nerveux qui contrôlaient les muscles du bras perdu. Début 2010, un chercheur du Rehabilitation Institute of Chicago, Todd Kuiken, a présenté à cet égard une technique révolutionnaire.

Il a d’abord réimplanté les fibres nerveuses dans la musculature pectorale, sous la clavicule. Après quelques mois, elles en ont pris le contrôle : lorsque le patient voulait effectuer un certain geste avec son bras fantôme, il provoquait des contractions spécifiques de ces muscles pectoraux réinnervés.

Grâce à une grille d’électrodes, des algorithmes captent alors la forme de cette contraction et l’analysent, afin d’identifier le geste évoqué. L’informatique perm