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Capter les informations nerveuses et les traduire en mouvements

Le bras bionique est une prothèse controlée par le cerveau. Une puce située dans l'avant-bras de la prothèse permet la restauration de la connexion entre le cerveau et les signaux nerveux.
Une fois que les nerfs sont ré-acheminés vers un muscle du thorax, ils sont munis d'électrodes. Ainsi, l'ordinateur peut accéder à l'information neurologique.
 
Au niveau des muscles réinnervés, les scientifiques mettent en place tout un mécanisme d'électrodes qui vont enregistrer les influx nerveux émis par le cerveau vers les terminaisons nerveuses du bras amputé.
Puis intervient la puce qui permet d'analyser les signaux nerveux qui permettent au patient d'effectuer plusieurs mouvements à la fois et d'analyser les différents types d'informations envoyées par le cerveau telles que tourner le poignet, fermer la main...
 
Au niveau de l'épaule, le bras bionique est muni d'une multitude de microcapteurs et d'électrodes sous-cutanées qui captent les contractions musculaires résultant des influx nerveux.
 
Afin de restaurer la mobilité du membre, le bras bionique doit comporter un appareil pouvant assimiler et décrypter le message nerveux.
C'est pourquoi les prothèses bioniques sont complexes. En effet, chaque action exécutée par le corps humain est commandée par plusieurs neurones.
 
Chaque neurone est composé d'un soma (partie centrale), d'un axone (prolongement long, mince et cylindrique du corps cellulaire) et de dentrites.
La transmission de l'influx nerveux est due à une modification de la perméabilité membranaire des axones.
 
L'influx nerveux est également analysé par la prothèse : le contrôle cognitif des membres artificiels pour des mouvements simples est réalisé par une interface cerveau-machine.
Cette interface est composée d'une électrode de surface électromyographique, qui, dans le cas du Proto1, capte et transporte les signaux myoélectriques jusqu'à la prothèse.
Pour que le bras réponde au signal, l'amputé contracte son muscle réinnervé.
 
La résolution des électrodes de surface présente des inconvénients. En effet, l'utilisateur doit accomplir des mouvements grossiers qui activent des actions préprogrammées.
Le Proto2 essaye de corriger ce désagrément. Il vise à accéder au cortex moteur du cerveau grâce à l'implantation d'électrodes IMES (Injectable MyoElectric Sensors) dans l'avant-bras de la prothèse. Il y a également une batterie et un accumulateur qui amplifie et transmet le signal au microprocesseur. Ce dernier décrypte le signal grâce à un algorithme et transmet l'information aux moteurs.
 
Les patients pouvant bénéficier d'un bras bionique ressentent la sensation de toucher et retrouvent des gestes élémentaires du quotidien.
Des capteurs situés dans la main permettent de calculer la puissance de préhension d'un objet grâce à des jauges de pression. Ainsi, un patient amputé paut saisir un verre sans le faire éclater.
 
L'apprentissage de l'utilisation de la prothèse est compliqué.
Par exemple, en 2002, lors des tests entrepris sur 6 patients, un seul a réussi à contrôler sa prothèse par la pensée. En effet, la limite physique de ces prothèses est la maîtrise du bras bionique par la pensée.
Ainsi, après l'opération, un an de ré-éducation est nécessaire durant laquelle le patient apprendra à passer des actions "ouvrir et fermer" aux actions "prendre et lâcher". Le bras bionique fera ensuite naturellement partie de son corps.


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Commentaires (1)

1. Tchads 18/03/2016

Si on est capable de communiquer avec le cerveau (j'entends transformer l'influx nerveux en signal artificiel et vis versa et ensuite s'adresser au cerveau ou le comprendre) on peut envisager, dans un futur lointain, l'existence d'un mode d'apprentissage par ce systeme? Puisque l'apprentissage consiste a une répétition d'un influx dans le cerveau repris ensuite par les noyaux gris (pour les apprentissages moteurs en tout cas, je ne connais pas le principe pour l'apprentissage cognitif), est il envisageable d'effectuer cette répétition artificiellement sans vivre l'expérience que l'ont veut apprendre, pendant le sommeil par exemple? Est il possible de connecter le cerveau a un processeur pour accélérer sa vitesse de calcul en transformant l'influx en binaire? Ou de connecter le cerveau a un disque dur pour retenir toutes les informations "objectivables" comme les dates, ou les formules? ou le connecter a internet pour faire des recherches en cas de besoin?

En bref, peut on imaginer dans le futur la fin du besoin des interfaces pour utiliser nos technologie? Et plus fou encore le risque d'une possibilité de pirater un cerveau humain?

L'avenir de l'homme est il d'appliquer sa technologie à lui même pour améliorer la base de sa technologie, a savoir sa propre pensée?

Je m'emballe, mais ces choses me semblent tellement possible aujourd'hui que je n'arrive plus à me trouver rêveur en l'imaginant...

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