Gert Jan marchant à l'aide du pont digital © Jimmy Ravier - .NeuroRestore

Un homme para­plé­gique remarche grâce à un pro­jet franco-suisse avec le CEA Grenoble : une pre­mière mondiale

Un homme para­plé­gique remarche grâce à un pro­jet franco-suisse avec le CEA Grenoble : une pre­mière mondiale

FOCUS – Un consor­tium de neu­ros­cien­ti­fiques et neu­ro­chi­rur­giens franco-suisse avec notam­ment le CEA de Grenoble, a annoncé, le 23 mai 2023, avoir réta­bli la com­mu­ni­ca­tion entre le cer­veau et la moelle épi­nière d’une per­sonne para­plé­gique. Utilisant un implant céré­bral, cette tech­no­lo­gie lui per­met de remar­cher naturellement.

Il était para­plé­gique du fait d’une lésion de la moelle épi­nière au niveau des ver­tèbres cer­vi­cales, suite à un acci­dent de vélo. Mais désor­mais, il arrive à remar­cher. A 40 ans, Gert-Jan est le pre­mier patient implanté avec la nou­velle inter­face cer­veau-machine (BCI) de l’é­quipe franco-suisse du pro­fes­seur en neu­ros­ciences Grégoire Courtine.

Une col­la­bo­ra­tion qui a réuni des scien­ti­fiques de l’Ecole poly­tech­nique fédé­rale de Lausanne (EPFL), du Centre hos­pi­ta­lier uni­ver­si­taire vau­dois (CHUV) et de l’Université de Lausanne (UNIL), en col­la­bo­ra­tion avec le CEA, le Chuga et l’UGA.

L'implant cérébral de Clinatec est connecté grâce à un casque amovible © Jimmy Ravier - .NeuroRestore

L’implant céré­bral de Clinatec est connecté grâce à un casque amo­vible © Jimmy Ravier – .NeuroRestore

« Nous avons déve­loppé un pont digi­tal sans fil entre le cer­veau et la moelle épi­nière en uti­li­sant la tech­no­lo­gie Brain-Computer Interface (BCI) qui trans­forme la pen­sée en action », résume Grégoire Courtine. Cette inter­face vient de faire l’ob­jet de l’ar­ticle « Walking natu­rally after spi­nal cord injury using a brain-spine inter­face » dans la pres­ti­gieuse revue scien­ti­fique Nature.

Grâce à elle, le patient a retrouvé « un contrôle natu­rel du mou­ve­ment de ses jambes para­ly­sées ». Ce qui lui a per­mis de pro­fi­ter à nou­veau du plai­sir « de pou­voir par­ta­ger une bière, accoudé au comp­toir d’un bar avec des amis ». Et Gert-Jan de pré­ci­ser :« Au début, j’é­tais contrôlé par la sti­mu­la­tion, mais main­te­nant je peux contrô­ler ma marche. Mon équi­libre et la qua­lité de ma posi­tion debout se sont beau­coup amé­lio­rés »

Le pont digi­tal : un chan­ge­ment de para­digme neurotechnologique

Le pont digi­tal com­prend deux implants élec­tro­niques, qui consti­tuent l’es­sence de cette réa­li­sa­tion révo­lu­tion­naire. Développé par le CEA et Clinatec, l’im­plant céré­bral, appelé WIMAGINE®, détecte et inter­prète les signaux élec­triques que le cer­veau pro­duit lors­qu’il envi­sage de marcher.

Mais celui-ci a pour gros avan­tage, selon la neu­ro­chi­rur­gienne Jocelyne Bloch, de ne pas pro­vo­quer de petites lésions dans le cer­veau comme le font d’autres types d’im­plants. En effet, il s’a­git de rem­pla­cer un mor­ceau d’os du crâne, sans ouvrir les méninges qui consti­tuent une couche épaisse pro­té­geant le cer­veau lui-même. « Puis on referme la peau sans câble extérieur. »

Un implant éga­le­ment uti­lisé par Clinatec pour per­mettre à une per­sonne han­di­ca­pée de com­man­der un exos­que­lette.

Gert Jan marchant à l'aide du pont digital © Jimmy Ravier - .NeuroRestore

Gert Jan mar­chant à l’aide du pont digi­tal © Jimmy Ravier – .NeuroRestore

Simultanément, un neu­ro­sti­mu­la­teur, connecté à une série d’élec­trodes, est posi­tionné sur le seg­ment de la moelle épi­nière qui com­mande le mou­ve­ment des jambes. Région qui, chez les per­sonnes para­plé­giques, est deve­nue inac­ces­sible aux signaux céré­braux, par exemple du fait d’une lésion de la moelle épi­nière. En créant un pont au des­sus de la lésion, ce duo d’im­plants ouvre une voie de com­mu­ni­ca­tion numé­rique directe entre le cer­veau et le bas du corps.

« Grâce à des algo­rithmes basés sur des méthodes d’intelligence arti­fi­cielle adap­ta­tives, les inten­tions de mou­ve­ment sont ainsi déco­dées en temps réel à par­tir des enre­gis­tre­ments du cer­veau », explique Guillaume Charvet, res­pon­sable du pro­gramme BCI au CEA. Des inten­tions qui se trans­forment en séquences de sti­mu­la­tion élec­trique à appli­quer sur la moelle épi­nière, acti­vant ainsi effi­ca­ce­ment les muscles des jambes pour pro­duire le mou­ve­ment désiré. Ce pont numé­rique opère en mode sans fil, offrant ainsi au patient la pos­si­bi­lité de se dépla­cer de manière indépendante.

Un pro­to­cole expé­ri­men­tal complexe

Une fois implanté, Gert-Jan a d’a­bord « com­mencé par com­man­der un ava­tar sur un écran d’ordinateur ». Puis, selon le pro­fes­seur Courtine, « une fois véri­fié qu’il était capable de com­man­der l’avatar grâce à ses signaux céré­braux, on a connecté l’im­plant céré­bral à l’implant lom­baire ».

Les cher­cheurs l’ont ensuite ré-entraîné à la marche, en une qua­ran­taine de ses­sions. Il peut désor­mais mar­cher, mais len­te­ment, « du fait de la tech­no­lo­gie ». De fait, un ordi­na­teur reste néces­saire à ce stade pour trai­ter les signaux venus du cer­veau, les déco­der et les envoyer vers l’autre implant. Mais Grégoire Courtine se montre opti­miste : « dans quelques années, on aura minia­tu­risé le dis­po­si­tif ! »

Pour l’heure, les cher­cheurs ont « injecté la tech­no­lo­gie dans un déam­bu­la­teur fonc­tion­nant sur bat­te­rie » et ont laissé le sys­tème à Gert-Jan afin qu’il l’u­ti­lise à son domi­cile. Celui-ci doit en effet encore conti­nuer de s’en­traî­ner, car il ne lui est pas encore pos­sible de « tout faire lui-même ».

Gert Jan marchant à l'aide du pont digital © Jimmy Ravier - .NeuroRestore

Gert Jan mar­chant à l’aide du pont digi­tal © Jimmy Ravier – .NeuroRestore

Des fonc­tions neu­ro­lo­giques amé­lio­rées par l’implant

Même si ce pont digi­tal visait prin­ci­pa­le­ment à res­tau­rer le mou­ve­ment des jambes, l’ex­pé­rience a révélé des béné­fices sup­plé­men­taires sur­pre­nants. Car après un entraî­ne­ment rigou­reux avec le duo d’im­plants, Gert-Jan a retrouvé pro­gres­si­ve­ment des fonc­tions neu­ro­lo­giques per­dues. Et même en cas de désac­ti­va­tion du pont digi­tal, les cher­cheurs ont constaté des amé­lio­ra­tions remar­quables de ses capa­ci­tés sen­so­rielles et motrices.

Des résul­tats qui sug­gèrent la créa­tion de nou­velles connexions ner­veuses grâce à l’im­plant, pro­met­tant ainsi de nou­velles avan­cées dans le domaine. Avec ce contrôle retrouvé et cette amé­lio­ra­tion neu­ro­sen­so­rielle, Gert-Jan a pu reprendre des acti­vi­tés quo­ti­diennes, de la sta­tion debout auto­nome à la marche. Il a même pu mon­ter des esca­liers, une acti­vité deman­dant une motri­cité rela­ti­ve­ment fine.

Les « réac­tions de ses pieds » seraient en outre par­fois « dif­fé­rentes, meilleures ». Sachant qu’il s’a­git d’un pro­ces­sus lent : « il y a des choses que l’on ne remarque pas immé­dia­te­ment ».

Et dans le futur ?

Si, à ce stade, le pont digi­tal amé­liore les capa­ci­tés de marche d’un indi­vidu para­plé­gique, les pos­si­bi­li­tés ne s’ar­rêtent pas là. Restaurer la fonc­tion des bras et des mains serait ainsi pos­sible à l’a­ve­nir, selon Jocelyne Bloch et Grégoire Courtine. De plus, le pont digi­tal pour­rait poten­tiel­le­ment ser­vir pour d’autres indi­ca­tions cli­niques. Par exemple, la para­ly­sie pro­vo­quée par un acci­dent vas­cu­laire cérébral.

Quid des consi­dé­ra­tions éthiques rela­tives à l’u­ti­li­sa­tion d’un tel implant à d’autres fins ? Pour les cher­cheurs, les choses sont très claires : le déve­lop­pe­ment de cette inter­face est uni­que­ment des­ti­née à res­tau­rer des capa­ci­tés phy­siques chez une per­sonne han­di­ca­pée. Sachant, par ailleurs, que les com­mis­sions d’é­thique sont, selon eux, « extrê­me­ment strictes ».

Pas de risque de hacking non plus, à en croire les cher­cheurs, puis­qu’il faut com­mu­ni­quer direc­te­ment avec l’ordinateur qui est phy­si­que­ment autour du patient. « On crée une bulle de com­mu­ni­ca­tion autour de la per­sonne », pré­cise Grégoire Courtine.

A quand la géné­ra­li­sa­tion de cette tech­no­lo­gie alors ? Pour ce der­nier, cela va com­men­cer par le déve­lop­pe­ment du trai­te­ment pour la sti­mu­la­tion de la moelle, car la sti­mu­la­tion seule per­met­trait au patient de mou­voir ses jambes sur com­mande. Avec « une vali­da­tion d’ici deux ou trois ans pour la sti­mu­la­tion de moelle et plu­tôt de cinq ans pour le pont digi­tal ».

.Neurorestore

Placé sous la hou­lette du neu­ros­cien­ti­fique Grégoire Courtine et de la neu­ro­chi­rur­gienne Jocelyne Bloch, .NeuroRestore est une pla­te­forme scien­ti­fique romande axée sur la res­tau­ra­tion des fonc­tions neu­ro­lo­giques grâce à des tech­niques neurochirurgicales.
Depuis 2018, elle ras­semble des ingé­nieurs, méde­cins et cher­cheurs de l’EPFL, du CHUV, de l’UNIL, sou­te­nus par la Fondation Defitech et la SUVA. Leur but : déve­lop­per des thé­ra­pies inno­vantes aidant à la récu­pé­ra­tion motrice de patients souf­frant de para­ly­sie, de la mala­die de Parkinson ou suite à un AVC.
En outre, .NeuroRestore vise à for­mer une nou­velle géné­ra­tion de pro­fes­sion­nels de la santé à ces approches thé­ra­peu­tiques avant-gardistes.

Clinatec

Clinatec (centre de recherche bio­mé­di­cale Edmond J. Safra) conjugue depuis 2011 inno­va­tion tech­no­lo­gique et recherche médi­cale avec pour objec­tif de pro­po­ser des solu­tions inédites aux patients. Clinatec s’ap­puie sur une col­la­bo­ra­tion entre le CEA, le CHU de Grenoble Alpes, l’Université Grenoble Alpes et le Fonds de Dotation Clinatec.
Le centre est mul­ti­dis­ci­pli­naire, réunis­sant mathé­ma­ti­ciens, phy­si­ciens, élec­tro­ni­ciens, infor­ma­ti­ciens, bio­lo­gistes, méde­cins et per­son­nels de santé. Ses mis­sions : conce­voir, déve­lop­per et vali­der cli­ni­que­ment des dis­po­si­tifs médi­caux nova­teurs basées sur des tech­no­lo­gies de pointe.

Laure Gicquel

Auteur

Une réflexion sur « Un homme para­plé­gique remarche grâce à un pro­jet franco-suisse avec le CEA Grenoble : une pre­mière mondiale »

  1. Bonjour, ma femme Carole COMBLEIN, belge, est deve­nue qua­dri­plé­gique apha­sique suite à une erreur médi­cale, admis­sion le 29/O9/2016 dans un centre hos­pi­ta­lier d’ur­gence suite à une fausse route dans un res­tau­rant. L’accident céré­bral suite à la panique d’une jeune interne qui s’est trompé dans une injec­tion, la nuit 6 jours plus tard, la plonge dans un semi coma. Elle est dans un état de conscience et veux VIVRE ! Je cherche à la faire opérer.
    Roger BOULANGER son com­pa­gnon depuis 40 ans.

    sep article

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