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8) un article du journal international de médecine sur les neurotechnologies du futur qui incitent à reflexion...
Une des représentations les plus simples du système nerveux est de considérer le cerveau comme un ordinateur, les fibres nerveuses comme des câbles et les muscles comme des effecteurs mécaniques. Les auteurs de science fiction ont largement exploité ce concept en imaginant des hommes bioniques chez lesquels un membre « mécanique » ou une prothèse seraient commandés directement par le cerveau. Au vu des progrès en biomécanique, microélectronique et informatique, peut on envisager que ce siècle verra l’émergence de ce type d’interfaces cerveau-machine ? C’est vraisemblable, car de nombreuses équipes travaillent sur ce sujet dont les perspectives sont majeures et des articles sur les premiers succès de ces neurotechnologies ont déjà été publiés. Le principe de ces interfaces cerveau-ordinateur est de traduire l’activité électrique du cerveau recueillie par des électrodes de surface ou implantées, en signal activant un système effecteur (curseur sur un écran, fauteuil roulant électrique…).
JJ Daly et JR Wolpaw présentent dans Lancet Neurology une revue générale sur le sujet. Ils y précisent les moyens de recueil (EEG de surface, électrodes corticales et profondes) et de traitement du signal (algorithmes spécifiques). Une des applications les plus simples consiste à repérer avec des électrodes de surface le potentiel P300 qui survient 300 ms après l’apparition d’un stimulus attendu. Ainsi, un patient peut sélectionner une information lorsqu’on lui présente une liste séquentielle d’informations (lettre, mots, pictogramme). Les dispositifs actuels permettent une reconnaissance d’information au rythme de 2 et 4 mn et des systèmes permettant d’améliorer la communication de ces patients totalement paralysés sont actuellement développés. Les électrodes corticales sont plus sensibles car elles permettent de détecter des rythmes, µ, ß et γ. Elles offrent l’avantage de pouvoir identifier des modifications de potentiel sur une petite surface cérébrale de quelques mm². Ce système a été pour le moment testé de manière transitoire chez des patients explorés par éléctrocorticographie pour une chirurgie de l’épilepsie.
Le nec plus ultra est de pouvoir implanter des électrodes directement dans le cortex. De nombreux travaux ont été effectués chez le primate et un dispositif à 100 microélectrodes a déjà été implanté avec succès dans le cortex d’un tétraplégique (Hochberg et al, 2006). Les applications potentielles sont nombreuses et on en pense en premier à ces patients victimes d’un accident vasculaire du tronc cérébral, ou « locked in syndrome » ou ceux avec une sclérose latérale amyotrophique. On ne peut pas s’empêcher d’être optimiste au vu des progrès fulgurants des technologies informatiques qui ont bouleversé notre vie quotidienne.
Dr Christian Geny
Daly JJ et Wolpaw JR : Brain–computer interfaces in neurological réhabilitation. Lancet Neurology 2008 ; 7 : 1032-1043
Une des représentations les plus simples du système nerveux est de considérer le cerveau comme un ordinateur, les fibres nerveuses comme des câbles et les muscles comme des effecteurs mécaniques. Les auteurs de science fiction ont largement exploité ce concept en imaginant des hommes bioniques chez lesquels un membre « mécanique » ou une prothèse seraient commandés directement par le cerveau. Au vu des progrès en biomécanique, microélectronique et informatique, peut on envisager que ce siècle verra l’émergence de ce type d’interfaces cerveau-machine ? C’est vraisemblable, car de nombreuses équipes travaillent sur ce sujet dont les perspectives sont majeures et des articles sur les premiers succès de ces neurotechnologies ont déjà été publiés. Le principe de ces interfaces cerveau-ordinateur est de traduire l’activité électrique du cerveau recueillie par des électrodes de surface ou implantées, en signal activant un système effecteur (curseur sur un écran, fauteuil roulant électrique…).
JJ Daly et JR Wolpaw présentent dans Lancet Neurology une revue générale sur le sujet. Ils y précisent les moyens de recueil (EEG de surface, électrodes corticales et profondes) et de traitement du signal (algorithmes spécifiques). Une des applications les plus simples consiste à repérer avec des électrodes de surface le potentiel P300 qui survient 300 ms après l’apparition d’un stimulus attendu. Ainsi, un patient peut sélectionner une information lorsqu’on lui présente une liste séquentielle d’informations (lettre, mots, pictogramme). Les dispositifs actuels permettent une reconnaissance d’information au rythme de 2 et 4 mn et des systèmes permettant d’améliorer la communication de ces patients totalement paralysés sont actuellement développés. Les électrodes corticales sont plus sensibles car elles permettent de détecter des rythmes, µ, ß et γ. Elles offrent l’avantage de pouvoir identifier des modifications de potentiel sur une petite surface cérébrale de quelques mm². Ce système a été pour le moment testé de manière transitoire chez des patients explorés par éléctrocorticographie pour une chirurgie de l’épilepsie.
Le nec plus ultra est de pouvoir implanter des électrodes directement dans le cortex. De nombreux travaux ont été effectués chez le primate et un dispositif à 100 microélectrodes a déjà été implanté avec succès dans le cortex d’un tétraplégique (Hochberg et al, 2006). Les applications potentielles sont nombreuses et on en pense en premier à ces patients victimes d’un accident vasculaire du tronc cérébral, ou « locked in syndrome » ou ceux avec une sclérose latérale amyotrophique. On ne peut pas s’empêcher d’être optimiste au vu des progrès fulgurants des technologies informatiques qui ont bouleversé notre vie quotidienne.
Dr Christian Geny
Daly JJ et Wolpaw JR : Brain–computer interfaces in neurological réhabilitation. Lancet Neurology 2008 ; 7 : 1032-1043
