Une neuroprothèse inédite permet à un patient tétraplégique équipé d'un exosquelette de se mouvoir

Publiés le 4 octobre 2019 dans la revue The Lancet Neurology, les résultats de l’étude clinique du projet Brain Computer Interface, réalisée à Clinatec (CEA, CHU Grenoble Alpes), valident la preuve de concept du pilotage d’un exosquelette 4 membres spécifique.

Pour la première fois, un patient tétraplégique a pu se déplacer et contrôler ses deux membres supérieurs grâce à une neuroprothèse, qui recueille, transmet et décode en temps réel les signaux cérébraux pour contrôler un exosquelette.

Publiés le 4 octobre 2019 dans la revue The Lancet Neurology, les résultats de l’étude clinique du projet Brain Computer Interface (BCI), réalisée à Clinatec (CEA, CHU Grenoble Alpes), valident la preuve de concept du pilotage d’un exosquelette 4 membres spécifique. Ce pilotage est permis par l’implantation long-terme d’un dispositif médical semi-invasif de mesure de l’activité cérébrale, développé au CEA. Cette technologie est destinée, à terme, à donner une plus grande mobilité aux personnes en situation de handicap moteur.

En temps réel et sans fil

La tétraplégie, se caractérise par une lésion de la moelle épinière rendant impossible la commande nerveuse vers les quatre membres. Pour limiter la dépendance et faciliter la mobilité de ces personnes en situation de handicap moteur sévère, les médecins et chercheurs de Clinatec, laboratoire du CEA à Grenoble, ont développé un dispositif permettant de contrôler un exosquelette 4-membres grâce à la mesure et au décodage de signaux cérébraux. La grande innovation de ce dispositif est de pouvoir mesurer de manière chronique en haute résolution l’activité électrique dans le cerveau correspondant à des intentions de mouvement du patient puis de les transmettre en temps réel et sans fil vers un ordinateur pour les décoder afin de contrôler les mouvements des 4 membres de l’exosquelette.

Pour ce faire, l’équipe du Professeur émérite à l’Université Grenoble Alpes, Alim-Louis Benabid, premier auteur de la publication dans la revue The Lancet Neurology et président du directoire de Clinatec, a conçu un dispositif implantable (WIMAGINE®) qui permet de recueillir, au niveau du cortex sensorimoteur, les signaux cérébraux émis lors des intentions de mouvements d’une personne. Sans besoin de commande extérieure pour provoquer le mouvement, la personne tétraplégique peut se mouvoir grâce au pilotage mental de l’exosquelette. D’après le Professeur Benabid, « ce dispositif est une avancée importante pour l’autonomie des personnes handicapées. Nous sommes très fiers de cette preuve de concept et réfléchissons déjà à de nouvelles applications pour faciliter le quotidien des personnes en situation de handicap moteur sévère ».

De la technologie à l’essai clinique

Clinatec, avec l’autorisation des autorités réglementaires, mène l’essai clinique de ce dispositif, dont les résultats ont été publiés le 3 octobre 2019 dans la revue The Lancet Neurology, chez un patient de 28 ans tétraplégique, atteint d’une lésion de la moelle épinière.

Deux dispositifs WIMAGINE® ont été implantés, en juin 2017, de façon bilatérale au niveau des zones sensorimotrices supérieures du cerveau, c’est-à-dire sur le dessus de la dure-mère du patient. Cette intervention a été réalisée à Clinatec par le Professeur Stephan Chabardes, coauteur de la publication, neurochirurgien au CHU Grenoble Alpes et directeur médical de Clinatec. « Participer à la réussite de ce projet, via un accompagnement médical dédié au patient a été très enrichissant », raconte le Professeur Stephan Chabardes.

À la suite de l’opération, le patient effectue depuis 27 mois différents types d’exercices pour s’entrainer à contrôler l’exosquelette. Trois jours par semaine, depuis son domicile, il s’entraine au pilotage d’environnements virtuels, comme l’avatar de l’exosquelette et une semaine par mois il se rend à Clinatec pour travailler directement avec l’exosquelette. Equipé de l’exosquelette suspendu, il est aujourd’hui capable d’enchaîner quelques pas et de contrôler ses deux membres supérieurs dans trois dimensions, tout en ayant la maîtrise de la rotation de ses poignets, en position assise ou debout. Ces capteurs fonctionnent depuis plus de deux ans, fait exceptionnel au vu de la plasticité du cerveau qui rend la stabilité de l’information très difficile et complexe.

Ce patient va continuer à être impliqué dans ce protocole de recherche à Clinatec, et participera activement aux futurs développements. En effet, cette preuve de concept d’une neuroprothèse à grand nombre de degré de liberté, permet d’envisager de nouvelles applications pour un usage au domicile des patients dans le cadre de leur vie quotidienne. Pour cela, l’équipe de Clinatec travaille sur l’intégration de nouveaux effecteurs, comme par exemple un fauteuil roulant, mais également sur la création d’algorithmes encore plus robustes et précis pour réaliser des gestes plus complexes et permettre, par exemple, à terme la préhension d’objet. Il est également prévu l’inclusion à cet essai clinique de trois autres patients tétraplégiques au cours des prochaines années.