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Résumé : Un bras robotisé contrôlé uniquement par le cerveau d'un singe

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Par Pascal BAROLLIER

WASHINGTON, 13 oct (AFP) - Une expérience sur des singes a permis de montrer que le cerveau peut contrôler un bras robotisé en générant des
mouvements sans l'aide d'aucun muscle, une première au potentiel important pour les personnes paralysées, selon des travaux publiés lundi aux Etats-Unis.
Des scientifiques de la faculté de médecine de l'université de Duke (Caroline-du-Nord considèrent cette réussite comme un pas important dans les technologies pouvant permettre aux personnes paralysées de contrôler un membre robotisé à l'aide de leur seul cerveau.
La technique, couplée à la transmission sans fil, pourrait aussi permettre de contrôler par la pensée un petit robot à distance, pour des applications militaires ou des travaux en milieu à risque.
Ces travaux démontrent que les singes peuvent contrôler un bras robotisé uniquement sur la base d'informations visuelles et de signaux cérébraux, sans l'aide d'aucun muscle, expliquent les chercheurs dans un article publié dans la revue américaine Public Library of Science.
"Notre analyse du signal cérébral a montré que l'animal avait appris à assimiler le bras robotisé dans son cerveau comme s'il s'agissait de son propre bras", a déclaré le Dr Miguel Nicolelis qui dirigeait l'équipe de neurologues ayant participé à l'expérience impliquant des mouvement pour atteindre et attraper un objet.
"De tels résultats nous montrent que le cerveau est incroyablement adaptable, réussissant à incorporer un élément externe dans son propre 'espace neuronal' comme une extension naturelle du corps", a poursuivi le Dr Nicolelis, professeur de neurobiologie et co-directeur du centre de neurologie de l'université de Duke.
Pour leur expérience, les chercheurs ont implanté une série d'électrodes d'un diamètre inférieur à un cheveu, dans les lobes frontaux et pariétaux du cerveau de deux singes macaques rhésus. Ils ont choisi des endroits du cerveau
connus comme centres de contrôle de mouvements musculaires complexes.
Les signaux cérébraux transmis par les électrodes étaient analysés par un programme informatique élaboré par les chercheurs pour reconnaître les signaux correspondant à un certain mouvement du bras de l'animal.
Les singes ont d'abord appris à manipuler un joystick pour placer un curseur sur une cible et à attraper le levier avec une certaine force, pendant que les chercheurs analysaient les signaux cérébraux de ces actes.
Puis les chercheurs ont couplé le curseur avec un bras robotisé placé dans une autre pièce, forçant les singes à prendre en compte son inertie et son mouvement. Les singes ont rapidement appris à manipuler le curseur reflétant le mouvement du bras.
Enfin, les scientifiques ont enlevé le joystick. Les singes ont alors manipulé directement le curseur par des mouvements du bras, réussissant à nouveau à contrôler le bras robotisé.
"Mais le résultat le plus surprenant est qu'après quelques jours seulement à jouer de cette façon, le singe a subitement compris qu'il n'avait pas besoin de bouger le bras du tout. Les muscles de son bras se sont alors mis complètement au repos, il a gardé le bras le long du corps tandis qu'il contrôlait le bras robotisé à l'aide de son seul cerveau et au retour visuel", a expliqué le Dr Nicolelis.
Ce dernier a été surpris de constater que les mêmes neurones pouvaient encoder différents types d'information.
"Quelle surprise de voir que l'animal peut apprendre à mesurer l'activité des neurones pour contrôler différents paramètres en séquence. Par exemple, après avoir utilisé un groupe de neurones pour faire bouger le bras robot jusqu'à un certain point, ces mêmes cellules produisaient l'intensité nécessaire aux animaux pour tenir un objet. Aucun d'entre-nous n'avait jamais vu ça", a relaté le chercheur.
pb/js/jri


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