Médecine/technique Electrode neurale pour les non-voyants

Des chercheurs de l'EPFL ont développé un nouveau genre d'électrode neurale pour stimuler le nerf optique sans passer par l'oeil. Cela pourrait faciliter la vie quotidienne des personnes aveugles en leur apportant des informations visuelles sous forme de phosphènes.

Dans le monde, 39 millions de personnes sont affectées par la cécité. Les raisons sont nombreuses: génétique, détachement de la rétine, accidents vasculaires au niveau du cortex visuel, glaucomes, cataractes ou infections. Certaines cécités sont temporaires et peuvent être traitées, d'autres sont permanentes, a indiqué l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) dans un communiqué.

De nombreux patients ne peuvent bénéficier des implants rétinaux, des dispositifs prosthétiques à l’intention des non-voyants. Malgré leurs risques, les solutions intraneurales pourraient donc fournir une solution pour un plus grand nombre de patients, puisque le nerf optique et sa connexion au cerveau sont souvent intacts.

“La stimulation intraneurale peut fournir une solution efficace pour concevoir des dispositifs neuro-prosthétiques qui restaurent les fonctions sensorielles et motrices”, estime Silvestro Micera, titulaire de la chaire de la Fondation Bertarelli en neuro-ingénierie translationnelle à l'EPFL et professeur en bioélectronique à la Scuola superiore Sant’Anna à Pise (I), cité dans le communiqué.

L’idée des scientifiques est de produire des phosphènes: une sensation de lumière sous la forme de motifs blancs, sans que le sujet ne perçoive directement une source lumineuse.

Tentatives dans les années 1990

Durant les années 1990 déjà, on avait tenté de stimuler le nerf optique. Mais les résultats étaient peu concluants. Titulaire à l’EPFL de la chaire Medtronic en neuro-ingénierie, Diego Ghezzi raconte: “A cette époque, on utilisait des électrodes de contact sur le nerf. Le problème, c’est qu’elles sont rigides et mobiles, ce qui rend instable la stimulation électrique des fibres nerveuses. Parce qu’ils voyaient à chaque fois quelque chose de différent, les patients avaient des difficultés à interpréter la stimulation.”

Les électrodes intraneurales pourraient en revanche apporter aux patients des informations visuelles complexes. Une fois implantées elles sont stables et moins sujettes à des mouvements, selon les chercheurs. Alors que les électrodes de contact sont placées chirurgicalement autour du nerf, leurs homologues intraneurales sont implantées à travers.

Avec leurs équipes, Diego Ghezzi et Silvestro Micera ont conçu un réseau de 12 électrodes, baptisé OpticSELINE, qui a été testé sur des lapins. Afin d’évaluer son efficacité pour stimuler les diverses fibres, les scientifiques ont délivré un courant électrique au nerf optique par l’intermédiaire de leur prototype et mesuré l’activité cérébrale du cortex visuel.

Ils ont ensuite développé un algorithme qui décode les signaux corticaux, ce qui a permis de montrer que chaque électrode induit un motif unique d’activation corticale. Cela suggère que la stimulation intraneurale du nerf optique est sélective et informative.

Essais cliniques nécessaires

On ignore encore quelle est la perception visuelle qui correspond à ces motifs corticaux. “Pour l’instant, nous savons que la stimulation intraneurale peut potentiellement fournir des motifs visuels informatifs. Mais pour les affiner, nous aurons besoin du retour des patients pendant de futurs essais cliniques. D’un point de vue purement technique, nous pourrions procéder à ces essais dès demain.”

La technologie actuelle OpticSELINE pourrait permettre d’implanter de 48 à 60 électrodes. Ce nombre ne suffirait pas à restaurer entièrement la vue. Mais de tels signaux visuels, limités, pourraient être ajustés afin de fournir une assistance visuelle au quotidien.

Ces résultats sont publiés dans la revue Nature Biomedical Engineering. Le projet a été partiellement financé par le Wyss Center pour la bio- et la neuro-ingénierie, ainsi que par la Fondation Bertarelli et Medtronic.