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Des mains bioniques toujours plus performantes

Commandées directement par le cerveau, ces prothèses de main ne sont plus de simples pinces, mais de véritables membres, dont les performances motrices s'affinent sans cesse. Certaines parviennent même à restituer la sensation du toucher... Toutes les personnes amputées bénéficieront-elles un jour de tels appendices bioniques ?

Rédigé le , mis à jour le

Des mains bioniques toujours plus performantes (Photo© Paul Fleet - Fotolia.com)
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De la main humaine à la main bionique

La première transplantation d'une main humaine a été réalisée en septembre 1998 à Lyon par le Dr Jean-Michel Dubernard. La performance a été rééditée de nombreuses fois depuis, mais les bénéficiaires sont astreints à la prise massive d'anti-rejets, aux effets secondaires très lourds. La rééducation est également très longue, les sensations ne réapparaissant que très progressivement, et partiellement.

La ré-innervation musculaire ciblée

Les connexions nerveuses autrefois reliées au bras sont implantées dans le muscle pectoral. Au terme de plusieurs semaines, les nerfs redeviennent fonctionnels. Des électrodes très sensibles sont ensuite collées à la peau. Lorsque le patient contracte un muscle, le signal est détecté, et transmis à la prothèse.

Le premier bras bionique greffé en 1993 à Campbell Aird. (DR)
Campbell Aird et sa seconde prothèse, en 1998. (DR)

1998 fut également l'année où l'écossais Campbell Aird vit sa prothèse bionique du bras – implantée en 1993 – remplacée par un dispositif mécanique plus complet, doté de "doigts" capables de pincer les objets. L'appareil détectait des impulsions électriques nerveuses dérivées vers les muscles de la poitrine (voir encadré), pour transmettre des ordres à des moteurs. Le patient, par sa seule volonté, pouvait effectuer des mouvements de rotation au niveau de l'épaule, et se plier aux niveaux des coudes et des doigts.

Dix-sept ans plus tard, les prothèses bioniques n'égalent pas encore leurs équivalents humains en terme de précision, de réactivité ou de sensibilité. Mais pour chacun de ces points, l'écart se ressert peu à peu.

Désormais, les bras artificiels disposent d'autant de "degrés de liberté" (possibilités de mouvement dans l'espace, liés au nombre d'articulations et de direction dans lesquels se déployer) que leurs équivalents biologiques. Les mains sont à l'avenant.

Prothèses sensibles

Il y a tout juste un an, une équipe de chercheurs suisses, allemands et italiens a expérimenté une prothèse sensible sur un patient danois de 36 ans. Quatre électrodes ont été reliées aux nerfs périphériques de son bras gauche. Après trois semaines de tests et d'ajustements, les électrodes étaient reliées des capteurs réagissant à la tension des tendons artificiels. La manipulation d'objets entraîne l'émission d'informations électriques qui, converties en impulsions nerveuses, sont transmises plus haut aux nerfs du bras.

Pour l'heure, ces capteurs sont peu nombreux, très espacés, et n'engendrent pas des stimuli d'une très grande richesse. Mais des travaux sont déjà avancés pour resserrer leur réseau et véhiculer un nombre toujours plus grand de sensations.

Des heures d'entraînement

Avant qu'une main bionique puisse être implantée à un patient, plusieurs semaines à plusieurs mois d'entraînement sont nécessaires. Une fois achevée la ré-innervation musculaire, le bénéficiaire est généralement placé, plusieurs heures par jour, face à un écran présentant des mouvements complexes.

Il doit alors s'efforcer de commander ses membres amputés, comme s'il était réellement capable de mimer les scènes visualisées. Un ordinateur analyse les signaux musculaires produits, qui seront utilisés pour synchroniser la future prothèse bionique.

Remplacer un membre inerte

Les greffes de mains artificielles ne sont désormais plus destinées aux seules personnes amputées, mais aussi à celles dont les membres ne sont plus fonctionnels.

Le plexus brachial est un réseau de fibres, situé entre la base du cou et l'avant de l'aisselle, par lequel transitent les signaux nerveux destinés aux muscles des membres supérieurs. Ils sont issus de nerfs originaires de la moelle épinière.

Si des lésions de ce plexus sont rares, elles sont extrêmement invalidantes. Mais la complexité de ce réseau fibreux rend très difficile sa régénération correcte. Des greffes de tissus nerveux sont le plus souvent nécessaires.

Ce 25 février 2015, la revue médicale The Lancet publie une étude clinique portant sur trois autrichiens présentant depuis plusieurs années des lésions au niveau du plexus brachial (voir encadré). Dans un premier temps, les patients se sont vu greffer nerfs et muscles au niveau de ce réseau nerveux, pour créer un site favorable à une ré-innervation ciblée.

Dans une interview accordée à l'Agence France Presse (AFP), le responsable de l'étude juge que désormais, "dans le cas de la perte d'une seule main, [la] reconstruction bionique [présente] plus de bénéfices, parce qu'elle n'a aucun effet secondaire et que la qualité de la fonction récupérée est presque aussi bonne qu'avec une greffe".

Dans le cas autrichien, la prothèse destinée à remplacer le membre inerte ne restitue pas d'informations sensibles. Cependant, "du point de vue fonctionnel, c'est comparable à la transplantation", juge le chirurgien.

L'entraînement destiné à synchroniser la prothèse n'a pas été exclusivement virtuel, puisque les patients ont pu s'exercer à animer la prothèse fixée au membre destiné à être amputé. La précision de mouvements obtenus par les patients est, comme en témoignent les vidéos accompagnant la publication, à couper le souffle.

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