Déplacer des objets à la seule force de sa pensée n’est plus de la science-fiction. Des chercheurs de l’université du Minnesota ont réalisé une percée majeure qui pourrait permettre à des millions de personnes paralysées de contrôler un bras robotique par la pensée. Ils présentent leur découverte ce mercredi dans Scientific Reports.

« C’est la première fois au monde que des personnes arrivent à faire fonctionner un bras robotique et à attraper des objets avec ce bras en mobilisant seulement leur esprit, se réjouit Bin He, professeur d’ingénierie biomédicale à l’université du Minnesota et responsable de ces travaux. En imaginant seulement qu’ils bougeaient leur bras, ils ont pu déplacer le bras robotique ».

Interface cerveau-machine

Un exploit réalisé sans avoir besoin d’implanter des électrodes dans le cerveau des volontaires. Les scientifiques ont en effet développé une interface cerveau-machine fondée sur l’utilisation de l'électroencéphalogramme (EEG), un appareil qui permet d’enregistrer l’activité cérébrale à l’aide de 64 électrodes placées sur le crâne. Les ingénieurs expliquent que lorsque nous imaginons bouger le bras ou que nous le bougeons réellement, les neurones du cortex moteur s’activent et produisent un signal électrique. Et c’est cette activité électrique qui est captée par l’EEG. Ces « pensées » sont ensuite converties en actions grâce à un algorithme informatique.

Pour mettre au point cette interface, 8 volontaires valides se sont prêtés à l’expérience. Avec un casque à électrodes placé sur la tête, ces participants ont appris à manier le bras robotique. Leur apprentissage a d’abord commencé par le contrôle d’un curseur sur un écran. Ils devaient réussir à placer un point de couleur dans un carré représenté sur un écran (voir la vidéo ci-dessous). Ils ont ensuite appris à contrôler le bras robotique et attraper un objet disposé sur une table, avant de déplacer celui-ci sur une petite étagère à 3 niveaux.

Un bras manié avec succès

Les 8 volontaires ont réussi à prendre le contrôle de ce bras pour attraper les objets avec un taux moyen de succès d’environ 80 %. Ils ont également réussi à les déplacer sur l’étagère dans 70 % des cas. « C’est très excitant de voir que tous les participants ont accompli ces tâches à l’aide d’une technique totalement non-invasive. Nous pensons que ces travaux pourront aider les personnes paralysées ou celles atteintes de maladies neurodégénératives à gagner en indépendance sans avoir à utiliser d’implants chirurgicaux », indique le responsable de l’étude.

Prochaine étape pour les ingénieurs : évaluer le fonctionnement de leur interface avec des patients paralysés ou ayant été victimes d’accidents cérébraux. L’équipe espère aussi développer des prothèses bioniques de bras ou de jambe contrôlées par l’esprit.