Une startup spécialisée dans le développement d’interfaces cerveau-ordinateur annonce la pose du premier implant pour un patient américain capable de contrôler la machine par l’esprit

Written By Sara Rosso

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La manœuvre est censée aider un patient atteint de sclérose latérale amyotrophique à écrire avec son esprit : une percée majeure dans une industrie naissante. Synchron, la startup à l’origine de la technologie, a déjà implanté ses dispositifs chez quatre patients en Australie. Ces derniers n’ont subi aucun effet secondaire et ont pu effectuer des tâches telles que l’envoi de messages WhatsApp et les achats en ligne. Les développements en cours divisent cependant les observateurs sur la question de savoir si l’utilité des dispositifs évoqués permet de compenser le danger potentiel de la pose dans le cerveau.

Le 6 juillet, un médecin du Mount Sinai West Medical Center à New York a inséré un implant de 1,5 pouce composé de fils et d’électrodes dans un vaisseau sanguin du cerveau d’un patient atteint de sclérose latérale amyotrophique. L’espoir est qu’un patient qui a perdu la capacité de bouger et de parler pourra surfer sur le Web et communiquer par e-mail et SMS simplement en pensant. L’appareil traduira ses pensées en commandes envoyées à l’ordinateur.

L’opération récente était la première de la société aux États-Unis, battant des rivaux tels que Neuralink d’Elon Musk. « Cette opération était spéciale en raison de ses implications et de son énorme potentiel », a déclaré le chirurgien qui l’a réalisée.

Fondée en 2016, Synchron a attiré l’attention dans le domaine de l’interface cerveau-ordinateur car son dispositif, connu sous le nom de stentrode, peut être inséré dans le cerveau sans couper le crâne d’une personne ni endommager ses tissus. Le médecin fait une incision dans le cou du patient et insère un stent à travers le cathéter dans la veine jugulaire, un vaisseau sanguin dans le cortex moteur. Une fois le cathéter retiré, le stent, un fil cylindrique creux, s’ouvre et commence à fusionner avec les bords extérieurs du vaisseau. Selon les explications des intervenants, la procédure ne prend que quelques minutes.

La deuxième procédure permet ensuite de relier l’endoprothèse par un fil à un dispositif informatisé implanté dans le thorax du patient. Pour ce faire, le chirurgien doit créer un tunnel sous la peau du patient pour le fil et une poche pour l’appareil, semblable à un stimulateur cardiaque. Le stent lit les signaux des neurones dans le cerveau, et un dispositif informatique amplifie ces signaux et les envoie via Bluetooth à un ordinateur ou un smartphone.

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Bien que cela puisse effrayer certaines personnes, il s’agit d’une technologie beaucoup moins invasive que la technologie de pointe actuelle connue sous le nom d’Utah Grid. Cela oblige les médecins à couper le cuir chevelu et à percer le crâne pour insérer des aiguilles rigides dans le cerveau. Ces aiguilles sont ensuite connectées à un appareil de la taille d’un citron qui est placé sur la tête de la personne.

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Pourtant, la technique a permis à des patients gravement handicapés de faire des choses remarquables, comme commander des bras robotiques pour leur apporter un verre d’eau. Cependant, ces appareils ne sont généralement utilisés que sous surveillance hospitalière et le cerveau a tendance à se cicatriser autour de l’appareil, ce qui dégrade les signaux collectés par l’électronique au fil du temps.

Neuralink a travaillé pour développer un implant beaucoup plus petit et plus puissant qui pourrait être inséré dans le cerveau grâce à une chirurgie robotique simplifiée. Cependant, cette technique nécessiterait également l’ablation d’une partie du crâne du patient, et la société n’a pas encore reçu l’autorisation de procéder à des essais sur l’homme.

Les États-Unis ont des politiques plus strictes que l’Australie concernant ces procédures, et il a fallu des années de travail pour que Synchron soit approuvé par la Food and Drug Administration. Le patient américain est le premier d’un essai de six personnes financé à hauteur de 10 millions de dollars par les National Institutes of Health et dirigé par Douglas Weber, professeur de génie mécanique à l’Université Carnegie Mellon, et David Putrino, directeur de l’innovation en réadaptation à Mont Sinaï.

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La technologie en est encore aux premiers stades de développement et l’essai devrait se concentrer davantage sur la façon dont le corps humain réagit à l’implant et sur la clarté des signaux cérébraux, plutôt que sur les fonctions qu’une personne peut exécuter avec l’appareil.

Une stentrode placée dans le cortex moteur utilise 16 électrodes pour surveiller l’activité cérébrale et enregistrer le déclenchement des neurones lorsqu’une personne pense. La force du signal s’améliore avec le temps à mesure que l’appareil est déplacé plus profondément dans le vaisseau sanguin et plus près des neurones. Le logiciel est utilisé pour analyser les modèles de données cérébrales et les relier à l’objectif qu’une personne essaie d’atteindre.

Les personnes qui travaillent dans ce domaine ont l’habitude de louer des technologies qui finissent par avoir des limites qui empêchent leur utilisation généralisée. Dans ce contexte, la patiente américaine a demandé l’anonymat et a refusé d’évoquer l’opération afin de ne pas faire la promotion du dispositif Synchron avant d’en connaître les avantages et les inconvénients.

La puissance de calcul limitée du stent signifie que l’appareil ne peut pas traduire des phrases complètes. Au lieu de cela, le patient avec l’implant doit sélectionner les lettres sur l’écran une par une, et la technologie convertit ces pensées en commandes.

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Pourtant, les médecins et les chercheurs pensent que la technologie de Synchron pourrait conduire à des avancées majeures dans la façon dont les personnes gravement handicapées vivent leur vie quotidienne. « L’un des secrets cachés des technologies d’implants cérébraux testées au cours des deux dernières décennies est qu’elles n’ont jamais, pas une seule fois, permis une utilisation domestique indépendante », a expliqué un commentateur. Contrairement aux personnes disposant de réseaux dans l’Utah, les patients australiens utilisent des appareils Synchron à la maison.

dr. Tom Oxley, co-fondateur et PDG de Synchron, espère implanter jusqu’à 16 stentrods l’année prochaine. Bien que la plupart des premiers implants soient destinés aux patients atteints de sclérose latérale amyotrophique, on pense que la technologie bénéficiera aux personnes ayant subi un accident vasculaire cérébral, une lésion de la moelle épinière ou une sclérose en plaques, entre autres.

Le médecin, titulaire d’un doctorat en neurosciences, a grandi en Australie et y a développé la technologie avant de déménager son entreprise à Brooklyn. Il espère que cette première procédure américaine montrera que la chirurgie est si similaire aux procédures existantes de stent et de stimulateur cardiaque que des milliers de médecins peuvent l’effectuer régulièrement.

Synchron a levé plus de 70 millions de dollars et compte parmi ses investisseurs Khosla Ventures et Max Hodak, l’ancien président de Neuralink. Thomas Reardon, un éminent expert de BCI qui a développé une technologie connexe au sein de la startup Meta Platforms Inc., est également un investisseur.

L’approche non invasive de l’entreprise présente certains inconvénients. Parce que le stent est placé dans un vaisseau sanguin, ses électrodes ne sont pas aussi proches des neurones que l’implant développé par Neuralink, ce qui rend son signal moins clair.

Dans les mois et années à venir, Synchron vise à réduire la taille de ses appareils tout en augmentant leur puissance de calcul. En cas de succès, la société pourrait implanter de grands stentrods dans différentes parties du cerveau de chaque patient, leur permettant d’effectuer plusieurs fonctions. Oxley espère que sa technologie contribuera à créer un flot de nouvelles données et connaissances sur le fonctionnement du cerveau et pourrait conduire à des percées dans une gamme de troubles, y compris les problèmes de santé mentale.

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