Implant cortical

L’implant cortical est le premier projet à avoir vu le jour concernant la recherche sur l’œil bionique. Les patients pouvant en bénéficier doivent être atteints de cécité corticale : l’œil et son système visuel fonctionnent mais le nerf optique est défaillant.

  • Fonctionnement

Son système artificiel copie le fonctionnement de l’œil naturel grâce à une sorte de caméra miniature fixée sur une monture de lunettes. Mais l’image qu’elle reçoit ne peut pas être utilisée telle quelle, elle doit être retravaillée pour pouvoir être transmise au cerveau. Il y a donc un boîtier fixé sur la ceinture du patient qui contient une unité portable avec son logiciel. Il permet de reproduire le mécanisme naturel de vision appelé “focus d’attention” (quand l’œil balaye la scène et se fixe, plusieurs fois par seconde, sur des détails précis, des point d’intérêt).
L’image est alors visualisée sous la forme d’une mosaïque hexagonale d’une centaine de points. Le temps de calcul est suffisamment court pour que l’œil bionique permette à son propriétaire de voir la vie en temps réel.
Les images sont ensuite expédiées directement au cortex visuel en passant à travers la boîte crânienne par le biais d’un câble remplaçant le nerf optique et redistribuées aux 16 grilles d’électrodes placées dans le lobe occipital. Chacune d’entre elles comporte 16 électrodes pointues de 1,5 mm de longueur afin de s’implanter dans le cortex, et délivre des petites impulsions électriques, à une fréquence de 30 hertz. Cet implant comporte donc 256 électrodes et chaque signal correspond à entre 1 à 4 phosphène(s) (point(s) lumineux) de l’image perçue par la caméra.

L’image est formée par le cerveau grâce à la traduction en points plus ou moins lumineux de tous les signaux, les patients apprennent à interpréter ces informations visuelles car seules les lumières et les formes sont perceptibles grâce aux contrastes particulièrement visibles.

Afficher l'image d'origine

Schéma du fonctionnement de l’implant cortical

  • En pratique

En 1978, deux implantations de prothèse visuelle ont lieu sur deux patients au Columbia Presbyterian Medical Center de New York. Cette prothèse fut le fruit d’années de recherches réalisées par plus de 300 scientifiques, ingénieurs et médecins du Dobelle Institute de New-York et de Zurich. L’un des patients fut Jerry, un américain de 67 ans, aveugle depuis l’âge de 36 ans à la suite d’une commotion cérébrale. En 2000, William Dobelle publie enfin une analyse des performances visuelles de Jerry , qui voit le monde à travers un « trou de serrure d’une vingtaine de phosphènes disparates ». Il parvient à lire des caractères jusqu’à 1,5 mètre de distance et à percevoir si une porte est ouverte ou fermées. Cependant son champ visuel reste très étroit, d’environ 69° contre 180° pour une personne voyante.

Capture

  • Avantages et inconvénients

Les prothèses visuelles corticales sont une avancée importante pour les patients qui ont une rétine, le nerf optique ou le corps géniculé latéral complètement endommagé. En effet elles sont l’un des seuls moyens qui leur permet d’avoir une vision restaurée.

Cependant le cortex visuel est beaucoup plus complexe et difficile à gérer que les autres zones où la vision artificielle est possible, comme la rétine. Le champ visuel est beaucoup plus facile à traiter à des endroits autres que le cortex visuel. De plus les opérations chirurgicales concernant des implants cérébraux sont à extrêmement haut risque pour les patients car il faut ouvrir la boite crânienne pour y insérer les électrodes. L’implant est également rapidement considéré comme un corps étranger par l’organisme qui le rejette, il ne peut donc être utilisé que pendant quelques mois. Enfin, de telles interventions sont pratiquées dans peu de cliniques, pour l’instant notamment aux Etats-Unis. Leur prix est très élevé, peu de personnes peuvent donc y accéder.

  • Projets futurs

À l’université de l’Utah, on travaille depuis des années à mettre au point et à tester de nouveaux réseaux de micro-électrodes intracorticales. À l’Illinois Institute of Technology de Chicago, une équipe a implanté avec succès chez un macaque un ensemble de 152 micro-électrodes. Les chercheurs voudraient améliorer le système en augmentant le nombre d’électrodes, pour parvenir à 256 voire à 512 électrodes. Il faudrait améliorer la qualité des images reçues ainsi que trouver le moyen de retransmettre celles-ci en couleur.

Cet implant est devenu le moins développé par rapport aux autres types d’implants, du fait de ses nombreux inconvénients. C’est pourquoi la recherche doit être encore améliorée, et de nombreux développements peuvent être apportés.

Publicités