Des volontaires aveugles testent une neuroprothèse visuelle qui communique avec le cerveau en temps réel.

Les chercheurs expriment leur gratitude aux participants volontaires et à leurs familles pour leur dévouement tout au long de ces longs mois d'efforts. Ils remercient également le personnel médical de l'hôpital IMED d'Elche pour son soutien clinique, sans lequel cette recherche n'aurait pas été possible. Crédit : Université Miguel Hernández d'Elche.

La cécité affecte profondément la vie des personnes qui en sont atteintes. Partout dans le monde, plusieurs laboratoires, dont le Laboratoire de neuro-ingénierie biomédicale de l'Université Miguel Hernández d'Elche (UMH), développent des prothèses visuelles à partir d'implants cérébraux. Ces dispositifs pourraient à terme permettre de redonner une vision fonctionnelle aux personnes devenues aveugles.

Une étude publiée dans Science Advances présente les résultats obtenus à l'UMH avec une nouvelle génération de neuroprothèses visuelles capables d'une communication bidirectionnelle avec le cerveau. Cette interaction dynamique établit un dialogue direct avec le cortex visuel , rapprochant ainsi la vision artificielle du processus visuel naturel. Le système a donné des résultats prometteurs chez deux volontaires aveugles.

« Un système de vision artificielle corticale cherche à imiter le fonctionnement de la vision naturelle », explique Eduardo Fernández Jover, professeur à l'UMH et responsable de l'étude.

« Ce dispositif utilise une petite caméra externe intégrée à des lunettes d'apparence classique pour remplacer la rétine. Les informations capturées par la caméra sont traitées électroniquement et converties en schémas de stimulation électrique envoyés à la partie du cerveau responsable du traitement visuel : le cortex occipital. »

« Mais la vision n'est pas un processus passif ; c'est un échange constant d'informations entre les yeux et le cerveau », poursuit-il. « C'est pourquoi les systèmes artificiels doivent reproduire cette boucle de rétroaction pour mieux imiter le fonctionnement réel du système visuel. » Quoi qu'il en soit, l'objectif n'est pas de « revoir », mais de recouvrer une vision fonctionnelle suffisante pour accomplir des tâches essentielles comme la navigation, la mobilité et la lecture de grands caractères ou de chiffres.

Grâce à cet échange bidirectionnel, les participants porteurs d'implants ont pu reconnaître des motifs complexes, des mouvements, des formes et même certaines lettres. Crédit : Université Miguel Hernández de Elche.

Jusqu'à présent, toutes les neuroprothèses visuelles étaient des systèmes « en boucle ouverte », c'est-à-dire qu'elles ne tenaient pas compte de la façon dont les neurones réagissent à la stimulation électrique.

« Lorsqu'un appareil stimule le cerveau, les neurones s'adaptent, apprennent et réagissent », explique Fernández Jover. « Les neurones que nous stimulons peuvent devenir plus sensibles ou s'épuiser. Ou encore, le signal que nous envoyons aujourd'hui pourrait ne pas être celui que le cerveau attend demain, car le cerveau lui-même aura changé. »

« Cette étude montre que nous pouvons établir un véritable dialogue bidirectionnel avec le cerveau », souligne le professeur de l'UMH.

« Tout en générant les impulsions électriques qui provoquent des perceptions visuelles, nous pouvons simultanément enregistrer l’activité cérébrale et ajuster les schémas de stimulation en fonction des réponses des neurones voisins, comme cela se produit naturellement. Cette approche en boucle fermée exploite la capacité d’adaptation du cerveau et transforme ce qui était autrefois un monologue en un dialogue dynamique entre la technologie et le cerveau, nous rapprochant ainsi d’une vision plus naturelle. »

L’étude, menée en collaboration avec l’hôpital IMED d’Elche, a consisté à implanter un minuscule dispositif de 4 millimètres de diamètre contenant 100 microélectrodes. L’équipe a utilisé un robot chirurgical et un système de neuronavigation avancé pour réaliser l’intervention avec précision et en toute sécurité.

Jusqu'à présent, toutes les neuroprothèses visuelles étaient des systèmes en boucle ouverte, c'est-à-dire qu'elles ne tenaient pas compte de la façon dont les neurones réagissent à la stimulation électrique. « Lorsqu'un dispositif stimule le cerveau, les neurones s'adaptent, apprennent et réagissent », explique Fernández Jover. Crédit : Université Miguel Hernández de Elche.

« Cette technologie nous permet de guider l’insertion des électrodes en temps réel avec une grande précision », explique Pablo González López, neurochirurgien à l’hôpital Doctor Balmis et aux hôpitaux IMED. « L’implantation complète peut être réalisée par une ouverture de seulement 8 à 10 millimètres de large, évitant ainsi une craniotomie totale. De ce fait, les patients peuvent sortir de l’hôpital plus tôt et ressentent beaucoup moins d’inconfort postopératoire. »

En 2021, le laboratoire de neuro-ingénierie biomédicale de l'UMH a implanté avec succès un dispositif dans le cerveau d'un volontaire aveugle, induisant en toute sécurité la perception de formes et de lettres avec une résolution sans précédent.

L'équipe a désormais franchi une étape majeure : développer une technologie qui comble le fossé entre la perception d'un éclair de lumière et la vision réelle du monde.

Ce système ne se contente pas d’« écrire » sur le cerveau — en délivrant des schémas électriques qui évoquent des sensations visuelles —, mais il lit également les réponses neuronales et s’y adapte en temps réel. « Cette technologie permet d’induire des perceptions visuelles de manière sûre et stable », affirme Fernández Jover.

« Le nouveau système apprend du cerveau, et le cerveau apprend du système. »

Ce système ne se contente pas d'écrire dans le cerveau — en délivrant des schémas électriques qui évoquent des sensations visuelles —, mais il lit également les réponses neuronales et s'y adapte en temps réel. Crédit : Université Miguel Hernández de Elche.

Grâce à cet échange bidirectionnel, les participants implantés ont pu reconnaître des motifs complexes, des mouvements, des formes et même certaines lettres.

« En analysant l’activité neuronale », ajoute Fernández Jover, « nous pouvons désormais prédire si une stimulation électrique spécifique produira une perception visuelle, et même estimer sa luminosité et le nombre de perceptions individuelles. »

Cela permet au système d'ajuster automatiquement les paramètres de stimulation, améliorant ainsi l'adaptation et accélérant la courbe d'apprentissage des utilisateurs.

Ces résultats constituent une avancée encourageante vers le développement d'une neuroprothèse visuelle susceptible d'améliorer la mobilité des personnes aveugles ou malvoyantes et, à terme, de leur permettre de percevoir et de se déplacer dans leur environnement. Cependant, Fernández Jover souligne que « malgré des résultats très prometteurs, de nombreux défis restent à relever. Il est essentiel de procéder avec prudence et d'éviter de susciter de faux espoirs ; la recherche est toujours en cours. »

Actuellement, les implants de vision artificielle demeurent au stade préclinique et ne sont pas encore disponibles pour le grand public. L'objectif ultime est de restaurer la vue chez les personnes qui l'ont perdue à la suite de maladies dégénératives de la rétine ou de lésions du nerf optique – des affections pour lesquelles il n'existe actuellement aucun traitement.

« Un système de vision artificielle corticale vise à imiter le fonctionnement de la vision naturelle », explique Eduardo Fernández Jover, professeur à l'UMH et responsable de l'étude. « Cette étude démontre qu'il est possible d'établir un véritable dialogue bidirectionnel avec le cerveau », souligne-t-il. Crédit : Université Miguel Hernández de Elche.

Dans ces cas, le cerveau conserve sa capacité à traiter l'information visuelle, permettant à l'implant de transmettre des signaux électriques à des zones encore capables d'interpréter la lumière et les formes.

« À l’inverse, chez les personnes nées aveugles, le cortex visuel ne développe jamais pleinement la capacité de voir », explique le chercheur de l’UMH. « Ces régions sont réorganisées pour d’autres fonctions, comme le langage ou la perception spatiale par l’ouïe et le toucher. Par conséquent, pour l’instant, un implant ne peut pas communiquer avec un système visuel qui ne s’est jamais développé : il n’existe aucun code préexistant. »

Ce travail scientifique a été mené par Fabrizio Grani, Cristina Soto Sánchez, Alfonso Rodil Doblado, Rocío López Peco et Eduardo Fernández Jover de l'Institut de bioingénierie de l'UMH, ainsi que Pablo González López, neurochirurgien à l'Hôpital général universitaire Dr Balmis d'Alicante.

Les chercheurs expriment leur gratitude aux participants volontaires et à leurs familles pour leur dévouement tout au long de ces longs mois d'efforts. Ils remercient également le personnel médical de l'hôpital IMED d'Elche pour son soutien clinique, sans lequel cette recherche n'aurait pas été possible.

https://medicalxpress.com/news/2025-11-volunteers-visual-neuroprosthesis-communicates-brain.html