Les signaux provenant de capteurs tactiles sous la plante du pied prothétique et de capteurs d’angle dans l’articulation électronique du genou prothétique sont transmis au système nerveux. (Visualisations : ETH Zurich)
La transmission de signaux sensoriels des prothèses au système nerveux aide les amputés de la jambe à percevoir les prothèses comme faisant partie de leur corps. Alors que les amputés perçoivent généralement leurs prothèses comme lourdes, ce feedback les aide à percevoir les prothèses comme nettement plus légères, ont montré les chercheurs de l’ETH de Zurich
Les amputés de la jambe ne sont souvent pas satisfaits de leur prothèse, même si les prothèses sophistiquées deviennent disponibles. Une raison importante à cela est qu’ils perçoivent le poids de la prothèse comme trop élevé, malgré le fait que les jambes prothétiques pèsent généralement moins de la moitié du poids d’un membre naturel. Les chercheurs dirigés par Stanisa Raspopovic, professeur au département des sciences et technologies de la santé, ont maintenant pu montrer que le fait de relier les prothèses au système nerveux aide les amputés à percevoir le poids de la prothèse comme plus faible, ce qui est bénéfique pour leur acceptation.
En collaboration avec un consortium international, Stanisa Raspopovic a développé ces dernières années des prothèses qui fournissent un retour d’information au système nerveux du porteur. Cela se fait par l’intermédiaire d’électrodes implantées dans la cuisse, qui sont reliées aux nerfs de la jambe présents à cet endroit. Les informations provenant de capteurs tactiles sous la plante du pied prothétique et de capteurs d’angle dans l’articulation électronique du genou prothétique sont converties en impulsions de courant et transmises aux nerfs.
« Pour faire croire au cerveau d’un amputé au-dessus du genou que la prothèse est similaire à sa propre jambe, nous avons artificiellement rétabli la rétroaction sensorielle perdue », explique le professeur Raspopovic de l’ETH. Dans une étude publiée l’année dernière, lui et son équipe ont montré que les porteurs de telles prothèses de neurofeedback peuvent se déplacer de manière plus sûre et avec moins d’efforts.
Une participation bénéfique
Dans une autre étude, les scientifiques ont maintenant pu montrer que le neurofeedback réduit également le poids perçu de la prothèse. Ils ont publié les résultats dans la revue Current Biology.
Afin de déterminer le poids perçu de la jambe prothétique par un amputé transfémoral, ils ont demandé à un participant volontaire à l’étude de faire des exercices de marche avec le neurofeedback activé ou désactivé. Ils ont alourdi le pied sain avec des poids supplémentaires et ont demandé au participant à l’étude d’évaluer le poids qu’il ressentait pour les deux jambes l’une par rapport à l’autre. Il a été constaté que le neurofeedback réduisait le poids perçu de la prothèse de 23 %, soit près de 500 grammes.
Les scientifiques ont également confirmé une implication bénéfique du cerveau par une tâche motrice-cognitive, au cours de laquelle le volontaire devait épeler à l’envers des mots de cinq lettres tout en marchant. La rétroaction sensorielle lui a permis non seulement d’avoir une démarche plus rapide, mais aussi d’avoir une plus grande précision d’orthographe.
« Le neurofeedback permet non seulement une marche plus rapide et plus sûre, mais il influence aussi positivement la perception du poids », explique Stanisla Raspopovic. « Nos résultats suggèrent également que, de manière tout à fait fondamentale, il peut rapprocher l’expérience des patients avec un appareil artificiel de celle des patients avec un membre naturel ».
