Après un entraînement sophistiqué, un jeune homme paraplégique a pu marcher sur une distance de 3 à 4 mètres en utilisant un dispositif d’électro-stimulation des jambes (Parastep) contrôlé par électroencéphalogramme (EEG) et interface cerveau-machine (ICM). Les signaux électriques du cerveau (EEG) sont transmis par communication sans fil (Bluetooth) à un ordinateur, lequel traite les données et envoie des signaux à un microcontrôleur porté à la ceinture ; celui-ci stimule des électrodes placées autour du genou afin d’activer les muscles nécessaires à la marche.
Orthèse des membres inférieurs
« Nous montrons pour la première fois qu’une personne complètement paralysée des jambes par lésion médullaire peut parvenir à contrôler par le cerveau une orthèse de membre inférieur pour la marche », explique au « Quotidien » le Dr Zoran Nenadic, bio-ingénieur à l’université de Californie à Irvine.
« Même après plusieurs années de paralysie, le cerveau peut encore générer des ondes cérébrales robustes qui peuvent être exploitées pour rendre la marche possible. Nous montrons que l’on peut restaurer la marche intuitive, contrôlée par le cerveau, après une blessure médullaire complète. Ce système non invasif pour stimuler les jambes représente une méthode prometteuse et un progrès par rapport aux systèmes actuels contrôlés par le cerveau qui utilisent la réalité virtuelle ou un exosquelette robotique », précise le Dr An Do, neurologue à la même université, qui a co-dirigé l’étude.
Le jeune paraplégique de 26 ans a d’abord suivi un entraînement mental afin de réactiver les circuits cérébraux gouvernant la marche. Assis et revêtu d’un bonnet EEG, il a appris à contrôler un avatar dans un environnement de réalité virtuelle. Il a suivi également un entraînement physique avec l’électro-stimulation afin de reconditionner et renforcer ses muscles nécessaires à la station debout et à la marche.
Dispositif d’électro-stimulation
Puis, le participant s’est entraîné à marcher avec le dispositif d’électro-stimulation contrôlé par ICM, d’abord en étant suspendu à 5 cm au-dessus du sol de façon à pouvoir bouger librement les jambes sans devoir soutenir le poids du corps, puis en reposant au sol, mais avec la sécurité et le confort d’un harnais (ZeroG, Aretech) visant à prévenir les chutes et procurer un soutien partiel du corps.
Pendant les 5 mois suivants, le jeune paraplégique a pu marcher avec ce dispositif au cours d’une trentaine de tests.
Puisque cette étude « preuve de principe » ne porte que sur un patient, l’équipe projette d’évaluer ce dispositif chez un plus grand nombre de paraplégiques par blessure médullaire.
Le dispositif actuel, qui nécessite tout un équipement, ne peut être utilisé qu’en laboratoire.
Par conséquent, l’équipe travaille à développer une version plus simplifiée et portable, qui pourrait être utilisée pour la réhabilitation des paraplégiques par blessure médullaire incomplète ou par AVC.
Elle espère développer également un système d’ICM implantable pour restaurer la marche, un implant qui pourrait en outre restaurer la sensation des jambes. Toutefois, prévient le Dr Nenadic, « l’évaluation de cette technologie invasive, une fois développée, demandera beaucoup de temps ».
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