IA

Un implant cérébral unique en son genre, alimenté par l'IA, a restauré le mouvement et les sensations chez un homme quadriplégique – et certaines des capacités retrouvées demeurent même lorsque l'appareil n'est pas allumé.

"C'est la première fois que le cerveau, le corps et la moelle épinière sont reliés électroniquement entre eux chez un humain paralysé pour restaurer des mouvements et des sensations durables", a déclaré Chad Bouton, responsable de l'essai et vice-président de l'ingénierie avancée chez Northwell Health.

Le défi: Aux États-Unis, près de 5,4 millions de personnes vivent avec un certain niveau de paralysie. Keith Thomas, un New-Yorkais de 45 ans, est l'un d'entre eux : il a perdu la capacité de sentir ou de bouger de la poitrine vers le bas lors d'un accident de plongée en 2020.

"J'ai plongé de manière agressive, comme d'habitude, puis je me suis évanoui", a déclaré Thomas. « L’instant d’après, il y avait un hélicoptère sur la pelouse. Le lendemain, je ne pouvais même plus bouger.

"Il fut un temps où je ne savais même pas si j'allais vivre, ou si je le voulais, franchement."

Un implant cérébral alimenté par l’IA :En 2021, Thomas a accepté de participer à un essai clinique dans lequel les médecins utiliseraient une combinaison d'implants, d'électrodes et d'algorithmes d'IA pour créer un pont entre son cerveau et ses membres.

Grâce à cette technologie, il peut désormais bouger ses bras et même ressentir à nouveau des sensations.

«Il fut un temps où je ne savais même pas si j'allais vivre ou si je le voulais, franchement», a déclaré Thomas. « Et maintenant, je peux sentir le contact de quelqu’un qui me tient la main. C'est écrasant.

Chirurgie de 15 heures, éveillé :Au début de l'essai, l'équipe de Bouton a utilisé l'IRM fonctionnelle (IRMf) pour créer une carte du cerveau de Thomas, identifiant les zones liées aux mouvements des bras et à la sensation de la main.

En mars 2023, Thomas a subi une intervention chirurgicale de 15 heures pour se faire poser des implants dans le cerveau. Pour s'assurer qu'ils se trouvaient exactement aux bons endroits, il est resté éveillé pendant l'opération et a fait savoir aux médecins ce qu'il ressentait dans ses bras et ses mains pendant qu'ils sondaient différentes parties de son cerveau.

"Nous avons inséré deux puces dans la zone responsable du mouvement et trois autres dans la partie du cerveau responsable du toucher et de la sensation des doigts", a déclaré le chirurgien principal Ashesh Mehta.

Après l'opération, les chercheurs ont utilisé deux ports placés dans le crâne de Thomas pour connecter ses implants cérébraux à un ordinateur. L'ordinateur a ensuite été connecté à des électrodes placées sur les muscles de sa colonne vertébrale et de son avant-bras.

Les algorithmes d’IA ont été entraînés pour détecter et interpréter les signaux cérébraux produits lorsque Thomas pense à bouger ses bras. L'ordinateur envoie ensuite des signaux aux électrodes situées au-dessus de son bras : celles-ci stimulent ses muscles de manière à ce que son corps effectue réellement les mouvements auxquels il pense.

Ce type de système est appelé pontage neuronal, ou « pont neuronal », car il relie le cerveau et les membres tout en contournant le site d’une lésion médullaire. Il a déjà été utilisé pour restaurer le mouvement chez les personnes paralysées, mais l’équipe de Thomas ne s’est pas arrêtée à un seul pontage neuronal.

Pour restaurer une certaine sensation dans les mains de Thomas, les chercheurs ont connecté l'ordinateur à de minuscules capteurs situés sur le bout de ses doigts et sur sa paume. Les algorithmes d'IA traduisent les données des capteurs en signaux qui stimulent son cerveau de manière à lui permettre de ressentir quand sa main est touchée.

"Nous pensons que cette stimulation électrique réveille des circuits endommagés et endormis depuis trois ans."

Thérapie basée sur la pensée :Le double pontage neuronal n'est pas seulement un appareil d'assistance, il est également conçu pour aider à rééduquer Thomas.

Pendant qu’il utilise l’implant cérébral alimenté par l’IA, l’électrode placée sur sa colonne vertébrale stimule également sa moelle épinière. Cela semble aider à rétablir la connexion naturelle entre son cerveau, sa colonne vertébrale et ses membres : il peut désormais ressentir certaines sensations dans ses bras et ses mains même lorsque le système est éteint, et la force de ses bras a doublé depuis le début de l'essai.

"Cette stimulation électrique, selon nous, réveille des circuits qui ont été endommagés et dormants depuis trois ans", a déclaré Bouton au TIME.