Gert-Jan Oskam, âgé de 40 ans, s'est brisé le cou lors d'un accident de vélo en 2011.
Les chercheurs ont utilisé un "pont numérique" pour rétablir les connexions entre le cerveau et les jambes, ce qui a permis à Oskam de se tenir debout et de marcher naturellement.
"Il y a quelques mois, j'ai pu, pour la première fois après dix ans, me lever et boire une bière avec mes amis", a déclaré Oskam.
L'étude, publié dans NatureNous avons rétabli cette communication grâce à un pont numérique entre le cerveau et la moelle épinière, ce qui a permis à une personne atteinte de tétraplégie chronique de se tenir debout et de marcher naturellement au sein de la communauté.
Les chercheurs travaillent depuis plusieurs années sur les interfaces cerveau-épine dorsale, y compris sur un système d'interface entre le cerveau et l'épine dorsale. Projet 2016 qui a permis à un singe paralysé de bouger ses jambes et une autre qui a permis à un singe paralysé de bouger ses jambes. rétablissement de la sensibilité de la main d'un homme atteint d'une lésion de la moelle épinière.
Il s'agit du projet le plus complet à ce jour, qui met en évidence le rôle croissant de l'IA dans les nouvelles applications médicales.
Développement de l'interface cerveau-épine dorsale
Le "pont numérique" est une interface cerveau-épine dorsale qui lit l'activité neuronale du cerveau, la convertit en signaux électriques et les transmet aux neurones sains de l'autre côté de la lésion vertébrale.
La plupart des lésions de la moelle épinière n'endommagent pas directement les neurones - elles perturbent les voies descendantes qui relient le cerveau à la colonne vertébrale et au système nerveux périphérique.
Le rôle de l'IA
Afin de reconnecter le cerveau aux jambes, des électrodes ont été connectées au cerveau d'Oskam pour lire les informations suivantes électrocorticographie (ECoG) l'activité cérébrale.
Pour marcher, nous utilisons les muscles de la hanche, du genou et de la cheville. L'interface doit attribuer l'activité cérébrale aux différents groupes musculaires des jambes droite et gauche.
Les projets précédents ont constaté que l'activité cérébrale était difficile à analyser, ce qui rendait difficile la prédiction de l'intention de chaque pensée.
C'est là que l'IA intervient : les chercheurs ont mis au point une méthode de filtrage et de décodage de l'activité cérébrale à l'aide de l'apprentissage automatique.
Les chercheurs ont utilisé des algorithmes pour remplir deux fonctions :
- Un premier modèle prédit la probabilité de l'intention de bouger une articulation spécifique.
- L'autre modèle prédit l'amplitude et la direction du mouvement.
Une fois l'interface installée, Oskam a participé à un programme de formation qui lui a demandé de lire des indices visuels à travers une interface.
Le programme lui a indiqué les mouvements sur lesquels il devait se concentrer, en aidant à calibrer le modèle d'IA pour qu'il "décode" ses pensées et stimule les bons muscles.
Les résultats
Les chercheurs ont effectué une série de tests, notamment des marches d'essai de 6 et 10 minutes, au cours desquelles Oskam a réussi à parcourir 100 mètres, des tests en position debout, la montée d'escaliers et la marche sur un terrain accidenté et irrégulier. Ses capacités de marche se sont nettement améliorées et s'améliorent à chaque séance d'entraînement.
En outre, l'interface a eu un effet à long terme sur la capacité de marche d'Oskam, même lorsqu'elle est éteinte. Après 40 séances d'entraînement, Oskam pouvait marcher avec plus d'assurance avec ses aides à la marche, ce qui souligne le potentiel de ces dispositifs pour la rééducation à long terme.
L'IA a soutenu des applications similaires dans le domaine des technologies médicales, telles que les interfaces cerveau-ordinateur qui permettent d'améliorer la qualité de vie des patients. transformer les pensées en discours. Ces appareils pourraient redonner la parole aux personnes ayant subi une lésion cérébrale ou atteintes d'une maladie neurodégénérative telle que la sclérose latérale amyotrophique (SLA).
Avec le temps, ces dispositifs deviendront plus faciles à développer et à installer et pourraient même fonctionner sans chirurgie invasive.
