PROTHÈSE de MAIN : La peau électronique qui rétablit le sens du toucher
Ce nouvel e-derme rétablit le sens du toucher et, dans un contexte plus évolutif redonne la sensation de douleur aux mains prothétiques. C’est une équipe de bio-ingénieurs de l’Université Johns Hopkins qui vient d’accomplir cette prouesse qui permettra un jour, aux personnes amputées de ne plus éprouver cette sensation du « membre fantôme ». Présentée dans la revue Science Robotics, la peau électronique fait ici ses preuves : une fois posée sur des mains prothétiques, l’e-derme ramène du bout des doigts une gamme infinie de sensations au cerveau.
« Après de nombreuses années, j'ai senti comme si une coquille vide se remplissait à nouveau de vie », explique un patient amputé bénévole pour le test.
L’e-derme est constitué de tissu et de caoutchouc équipé de capteurs qui viennent reproduire l’action des terminaisons nerveuses en détectant les stimuli et en relayant les impulsions aux nerfs périphériques. L’e-derme « est inspiré par la biologie humaine, avec des récepteurs à la fois pour le toucher et la douleur », explique Luke Osborn, étudiant diplômé en génie biomédical et collaborateur du projet.
D’après un modèle neuromorphique : c’est la première fois qu’une prothèse est capable d’apporter toute une gamme de perceptions, du toucher fin à la douleur, comme une vraie main humaine. Car le spectre de ces perceptions tactiles est complet et continu, du toucher léger au stimulus nocif ou douloureux. L'équipe a créé un « modèle neuromorphique » qui imite les récepteurs tactiles et douloureux du système nerveux humain, permettant au derme électronique de coder électroniquement les sensations tout comme le feraient les récepteurs dans la peau. En suivant l'activité cérébrale par électroencéphalographie (EEG), l'équipe démontre ici que le sujet est bien capable de percevoir ces sensations et d’éprouver une réaction naturelle et réflexive à la douleur.
Le e-derme est connecté par stimulation nerveuse électrique transcutanée, une méthode non-invasive. Il n'est pas sensible pour le moment à la température mais seulement à la courbure de l'objet et à ses reliefs (pour la perception du toucher et de la forme et de la douleur).
On l’aura compris, la technologie pourrait être utilisée pour rendre les systèmes robotiques plus humains, ou encore pour apporter "du toucher" à des dispositifs tels que les gants d'astronaute et les combinaisons spatiales. Pour les chercheurs, l'espoir est proche de pouvoir adapter le système pour une utilisation généralisée en clinique prothétique.
Testée sur une année chez ce bénévole amputé puis sur 4 autres volontaires, la main prothétique a déjà considérablement progressé. Des travaux remarquables, alors que la peau humaine contient un réseau complexe de récepteurs qui transmettent une variété presque infinie de sensations au cerveau.
Source: Science Robotics 20 Jun 2018 DOI: 10.1126/scirobotics.aat3818 Prosthesis with neuromorphic multilayered e-dermis perceives touch and pain (Science Robotics / AAAS)
Cette actualité a été publiée le 24/06/2018 par