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		Rendre la mobilité aux paralysés       Les technologies disponibles sont susceptibles de profiter aux handicapés partiels. La technologie implantable devrait permettre d'aider un bien plus grand nombre de patients, souffrant de diverses formes de paralysie. Ruptures de la moelle épinière et accidents vasculaires cérébraux entraînent, dans bien des cas, différents types de paralysies. La stimulation électrique, grâce à des prothèses neuronales, permet aujourd'hui de restaurer certaines fonctions - telle l'activité de la vessie ou des organes respiratoires. Les chercheurs du réseau Neuros étudient l'application de cette technique au domaine - particulièrement complexe - de la mobilité. Cette collaboration scientifique européenne a déjà permis de développer un système susceptible d'aider les handicapés partiels. Elle ouvre en outre de très intéressantes perspectives pour la réalisation de systèmes autonomes et légers qui, implantés aux malades, pourraient leur rendre le mouvement dans de nombreux cas de paralysies.   Plusieurs milliers de cas de rupture de la moelle épinière se produisent chaque année, et ils touchent en majorité des jeunes (60% entre 18 et 30 ans). Ces ruptures accidentelles, de même que les accidents vasculaires cérébraux, entraînent souvent des paralysies car le système neuromusculaire - pourtant intact - ne reçoit plus les ordres du système nerveux central. Au-delà des tragédies personnelles que ces dommages entraînent, ils représentent un coût social important, en raison des soins nécessaires tout au long de la vie. Le retour à une certaine mobilité permettrait d'améliorer considérablement la qualité de vie des personnes handicapées, en leur ouvrant l'accès à de nombreuses occupations - notamment professionnelles. De plus, restaurer une part de mobilité est essentielle pour éviter certains effets secondaires: déminéralisation osseuse, calculs du rein ou de la vessie, infections, contractures, etc. "Une prothèse neurale délivre des impulsions électriques qui produisent un potentiel d'action dans les nerfs reliés aux muscles paralysés", explique Iddo Bante, coordinateur du projet Neuros. Le principe est simple, mais son transfert à la pratique clinique se heurte à des difficultés liées au contrôle du système. Des capteurs sont nécessaires pour délivrer la stimulation voulue aux membres paralysés; les informations sur le mouvement effectué doivent être retransmises au système; il faut en outre éviter une fatigue musculaire entraînée par cette activité électrique non physiologique. Les systèmes actuels requièrent en outre une attention particulièrement contraignante de la part de l'utilisateur. Le réseau Neuros vise à développer des méthodes et techniques destinées à rendre le concept de prothèse neurale pleinement applicable à la mobilité. Cet objectif implique une triple approche: la mise au point de systèmes de contrôle autonomes; l'utilisation d'informations dérivées de capteurs naturels ; le développement de systèmes de stimulation et d'électrodes permettant une activation très sélective des muscles. "La réalisation d'un tel projet implique une recherche de haut niveau. Et là, nous rencontrons un autre objectif essentiel du réseau Neuros qui est d'assurer la formation de jeunes scientifiques. Depuis le milieu des années 1980, notre réseau a permis d'atteindre la masse critique nécessaire pour réaliser des travaux d'une telle qualité. Les chercheurs européens qui travaillent dans ce domaine ont établi des contacts très fructueux et leur collaboration a été fortement stimulée par le programme Formation et mobilité." De l'intention à la réaction La première difficulté, dans la réalisation d'une prothèse neurale, est de parvenir à déceler l'intention de l'utilisateur. "Nous ne cherchons pas à utiliser des signaux directs du système nerveux central car ceux-ci ne permettent pas une interprétation suffisamment claire pour contrôler une prothèse neurale. Nous traduisons donc l'intention de la personne en mesurant des mouvements, des forces, voire des activités électriques nerveuses, dans des parties du corps qui bénéficient encore d'un contrôle volontaire du sujet." Les chercheurs de l'université d'Ålborg (Danemark) sont récemment parvenus à montrer qu'un enregistrement sélectif de signaux émis par des nerfs sensoriels était possible et que ceux-ci s'avèrent parfaitement utilisables pour la réalisation d'un système de stimulation électrique fonctionnelle (SEF) autonome. Des amplificateurs de ces signaux nerveux ont été développés par une équipe londonienne, ainsi que des électrodes, implantables de façon permanente, à la fois pour l'enregistrement de signaux nerveux et pour la stimulation du système neuromusculaire. Mais une prothèse neurale n'est réellement autonome qu'à condition de recevoir, à son tour, une information sur le mouvement effectué. C'est pourquoi les chercheurs danois captent des signaux nerveux au niveau de la peau pour alimenter les boucles de contrôle de prothèses neurales. "La relation dynamique entre le signal mesuré par les électrodes et la pression appliquée sur la peau a été déterminée. Sur cette base, les signaux ont été utilisés dans deux applications. La première visait à déterminer le contact du pied dans un système d'aide à la marche et la seconde à détecter le glissement dans un système de préhension de la main contrôlée par SEF." Dans l'objectif d'une mobilité autonome, la prothèse neurale doit également être informée de la position du corps et des membres, sans dépendre d'un équipement extérieur. "Nous avons développé, à l'université de Twente, un accéléromètre triaxial - capable d'estimer l'accélération dans les trois dimensions - qui mesure les mouvements et les orientations de certaines parties du corps. Cet instrument ne nécessite la liaison à aucun équipement de laboratoire ni à aucune référence externe, comme c'est le cas pour d'autres systèmes. Il consomme en outre peu d'énergie et sa taille très réduite (3 millimètres cubes) permet de l'implanter dans l'organisme." Des stratégies efficaces Les stratégies de contrôle, développées par les chercheurs européens, ont pu être testées avec succès. "Les méthodes permettant d'interpréter les intentions de l'utilisateur, en termes de tâche motrice à effectuer, se révèlent parfaitement efficaces et n'imposent pas à la personne de donner des commandes explicites pour chaque geste qu'elle désire poser. Des stratégies de contrôle pour certaines actions - se lever, se tenir debout - ont, en outre, été développées et simulées sur des modèles biomécaniques. Leur évaluation expérimentale est en cours. Les plus probantes seront ensuite transférées dans des systèmes cliniques. Cette étape supplémentaire ne fait pas directement partie des objectifs de Neuros, mais bien d'autres projets européens, en particulier Tide Crest, auquel nous collaborons également." "Nous espérons que l'implication de l'industrie européenne s'intensifiera", souligne Iddo Bante. "Les technologies déjà disponibles sont susceptibles de profiter aux handicapés partiels, qui marchent avec difficulté. Quant à la technologie autonome, implantable et facile à utiliser, vers laquelle nous nous dirigeons, elle devrait permettre de rendre les prothèses neurales efficaces dans de bien plus nombreux cas de paralysies."     Titre du projet:   Neuromuscular sensing and stimulation (Neuros) Programme: Formation et mobilité des chercheurs Référence du contrat: FMRX960021 Pour plus d'informations sur ce projet, voyez la fiche dans la Base de données CORDIS