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Le LASER au service des membres artificiels

Le LASER au service des membres artificiels

Le LASER au service des membres artificiels 308 316 Sébastien BAGES

Le Pentagone avait déjà développé des prothèses contrôlés par le cerveau, améliorant ainsi les anciennes technologies. Les dispositifs sont loin d’être parfaits car s’appuyant sur des implants métalliques n’étant pas compatibles avec les tissus humains. En effet, ces anciens implants ne pouvaient que transmettre seulement une poignée de signaux à la fois, changeant un mouvement simple en une tâche très complexe.


Mais aujourd’hui, les chercheurs financés par la DARPA sont convaincus d’avoir trouvé une nouvelle technique de fabrication basée sur la technologie par faisceaux LASER.

Une équipe dirigée par des experts de la Southern Methodist University fait des progrès rapides vers des prothèses qui s’appuient sur la fibre optique, et offrirait au porteur un mouvement plus fluide et une sensation proche d’un membre fait de chair et de sang.

“Bien que nous soyons terriblement proches”, raconte le Dr Marc Christensen, chef de file du programme, “nous n’avons pas exploré les cas de problèmes techniques”.

Tout a commencé en 2005, lorsque les chercheurs au Vanderbilt ont réalisé qu’ils pourraient déclencher un nerf en utilisant la lumière infrarouge. Nous nous sommes recentrés sur une poignée de projets de recherche portant sur la prothèse alimentée par LASER. L’an dernier, la Darpa distribuait 5,6 millions de dollars pour la création du Centre de recherche Neurophotonics, dirigée par SMU, pour le développement de prothèses alimenté par des lasers infrarouges.

Une prothèse en fibre optique pour un patient humain serait probablement un brassard – chargé avec des câbles optiques – apposée à une extrémité d’une prothèse, et attaché à l’autre aux nerfs sectionnés de l’organisme. Une dizaine d’années est déjà passé mais les chercheurs disent qu’ils sont près à dépasser le plus grand obstacle du projet : développer des capteurs avec une sensibilité suffisante pour détecter – et déclencher – les perturbations infiniment petite d’un seul nerf activé.

 
Le LASER au service des membres artificiels


C’est grâce au professeur Volkan Otugen, directeur des SMU’s Micro-Sensor Laboratory qui a développé de tout nouveaux micro-capteurs pour le projet. Les sphères gazeuses ont quelques centaines de microns de diamètre – assez petit pour tenir par centaines sur une seule fibre optique – et le support de Jell-O. Cette composition unique, rendrait les capteurs compatibles avec les tissus de l’organisme, contrairement aux implants métalliques qui peuvent blesser des tissus délicats, s’user en quelques années, et risque d’être rejeté par le corps. Une seule fibre optique peut transmettre une tonne de signaux à un instant T et même stimuler un seul neurone (…).

Disons que vous essayiez de prendre une tasse de café. Même un cerveau possédant une prothèse avant-gardistes, ne peut permettre que quelques degrés de mouvement, et parce que les signaux électriques sont relativement lents, vous ne pourriez pas aller aussi vite que quelqu’un avec une vrai membre.

Avec une prothèse faite de fibre-optique, la sensation de toucher la coupe serait catalyser par les fibres optiques avec un message spécifique d’impulsion via la lumière infrarouge au travers de centaines de micro-capteurs, ce qui stimulerait les nerfs sensoriels qui pourrait alors – comme ils le font avec un bras de chair et de sang – transmettre ces messages sensoriels particuliers au cerveau. Le cerveau sera alors apte d’envoyer ses ordres aux nerfs moteurs du bras, ce qui déclencherait des mouvements spécifiques fidèles depuis ces micro-capteurs. Ces mouvements modifient le motif de la lumière infrarouge qui circulent dans et hors des capteurs, ce qui déclenche un mouvement des muscles très spécifiques.

“C’est de la même façon qu’internet fonctionne avec des milliers d’appels de communications sur un fil”, dit Christensen, dont il attend de tester les tests sur les mammifères l’année prochaine. “En ce moment, une prothèse peut capturer ou de transmettre deux signaux. Nous pensons que nous pouvons transformer ce chiffre en milliers”.


Traduit de l’article de Wired par Sébastien B.
Crédit photos : U.S. Army; Southern Methodist University

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Sébastien BAGES
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Sébastien BAGES

Plus de trois années de travail passionné sur Civilisation 2.0 Actus, et fondateur de l'association Civilisation 2.0, je mets à contribution mon expertise de veille technique et scientifique, mon analyse de chef de projet, mon engouement pour la science et ses outils, et mon expérience dans le développement stratégique afin d'offrir à tous ce qui en résulte.

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