Quand la pensée actionne un bras-robot

Paris — Des singes réussissent à commander par leur seule pensée des bras-robots, à saisir ainsi des aliments et à les manger, grâce à des recherches américaines qui pourraient bientôt servir à des gens paralysés.

Les travaux de l'équipe d'Andrew Schwartz, de l'Université de Pittsburgh (Pennsylvanie), publiés hier en ligne par la revue scientifique britannique Nature, marquent une avancée par rapport aux essais antérieurs, selon les chercheurs.

La différence avec les résultats présentés auparavant par l'équipe, c'est qu'à présent «la tâche - bouger le bras-robot pour contourner un obstacle, saisir la nourriture et la porter à la bouche pour l'ingurgiter - est entièrement réalisée sous contrôle de la pensée», explique Andrew Schwartz.

«Dans les versions précédentes, certaines phases du geste étaient guidées par l'assistance informatique», ajoute-t-il. En outre, le bras robotisé se mouvant en trois dimensions est bien plus performant, et la méthode d'apprentissage a évolué.

Ce type d'interfaces machine-cerveau, dont certaines sont déjà testées chez l'humain, pourrait servir à des personnes paralysées à la suite d'une attaque cérébrale, d'un traumatisme de la moelle épinière, d'une maladie neuromusculaire dégénérative ou frappées du syndrome d'enfermement («lock in syndrome») consécutif à un caillot.

Souvent, la maladie des patients a laissé intactes les parties du cerveau impliquées dans les mouvements. Leur cerveau peut donc produire l'activité qui normalement déclenche les mouvements. La solution consiste à enregistrer cette commande cérébrale, grâce à de fines électrodes implantées dans le cortex (le cortex moteur primaire, dans l'étude), et à la transmettre au bras robotisé.

Les chercheurs ont ainsi appris en quelque jours à deux singes macaques immobilisés à contrôler par la pensée le bras robotisé, placé à côté de leur épaule.

Ils espèrent pouvoir tester dans les deux ans sur des patients une interface cerveau-machine plus complexe - avec l'implantation d'électrodes -, tandis qu'ils travaillent déjà sur des bras robotisés plus sophistiqués encore, notamment au niveau du poignet.

Mais de nombreux obstacles restent à surmonter avant de pouvoir passer à une large application clinique de cette technologie, avertit dans un commentaire dans Nature John Kalaska (Université de Montréal, Québec, groupe de recherche sur le système nerveux central). «La fiabilité à long terme des électrodes doit être améliorée», écrit-il en invoquant des détériorations observées au bout de semaines ou de mois, alors que l'on devrait pouvoir compter sur des années de bon fonctionnement.

Autre problème, les succès de ces techniques demeurent confinés aux laboratoires à cause du matériel relativement peu mobile et de la nécessité d'une supervision constante par un technicien entraîné.

De surcroît, pour une meilleure utilisation du bras, les sujets doivent par exemple être capables de sentir et de contrôler la force du geste, pour ne pas écraser l'objet saisi, explique le spécialiste canadien.

Ces informations sont normalement fournies par les récepteurs sensoriels de la peau, des muscles et des articulations.

Les robots devraient être équipés de «capteurs» équivalents. Cela fait partie des «défis» posés, «mais qui ne sont pas insurmontables», note John Kalaska.