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Interface cerveau - machines . Ressentir ce que l' on touche

Des chercheurs ont réussi à ajouter au contrôle d'une main virtuelle par la pensée un retour tactile, créant ainsi chez des singes un sens du toucher artificiel!  Une étape importante pour améliorer les prothèses.

Les singes ont pu artificiellement sentir la surface des objets touchés par leur main virtuelle. (Katie Zhuang) Les singes ont pu artificiellement sentir la surface des objets touchés par leur main virtuelle. (Katie Zhuang)

Pour qu’une prothèse de main permette vraiment à une personne amputée de retrouver l’usage de ses cinq doigts, deux conditions majeures doivent être remplies : que la personne puisse transmettre ses ‘ordres’ au membre artificiel, et qu’elle puisse en retour sentir ce que font les doigts. Impossible, sans la sensation du toucher, de prendre un verre sans risquer de le lâcher ou à l’inverse de l’écraser ! Mais redonner cette sensation est difficile : il faut une matière sensible pour la prothèse (lire Un toucher artificiel ultrasensible) et un circuit pour transmettre l’information !

C’est ce circuit que l’équipe de Miguel Nicolelis (Duke University, Durham, Etats-Unis), spécialiste des interfaces cerveau-machine, a réussi à faire fonctionner avec des singes. Les résultats sont publiés aujourd’hui dans la revue Nature.

Nicolelis et ses collègues avaient déjà habitué des singes macaques à contrôler par la seule pensée un jeu sur un ordinateur (lire Directement du cerveau à la machine). Ils les ont ensuite entraînés à utiliser un bras virtuel sur l’écran. Pour cela, les signaux nerveux envoyés par les neurones moteurs sont enregistrés par des électrodes placées dans le cortex moteur et relayé à l’ordinateur.

Cette main virtuelle touche des objets dont la surface est rugueuse ou lisse. Pour indiquer au singe la nature de l’objet, des signaux électriques sont envoyés dans une autre partie de son cortex, celle qui traite l’information sensorielle. En envoyant des signaux avec des fréquences différentes selon la surface touchée, les chercheurs ont réussi à apprendre aux singes à distinguer les deux. Quatre sessions d’entraînements ont suffi pour habituer les macaques et créer ainsi un ‘toucher virtuel’.

En Europe, le projet SmartHand s’attache à créer une prothèse de main sensible (lire L’illusion du toucher). L’équipe de Nicolelis participe elle à un vaste projet international, le Walk Again Project, qui veut redonner de la mobilité aux personnes paralysées, notamment à l’aide d’un exosquelette contrôlable par la pensée.



07/10/2011
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