La stimulation cérébrale permet à l’utilisateur de ressentir le bras robotique

Des chercheurs de l’Université de Pittsburgh ont démontré que le fait de fournir une rétroaction sensorielle directe dans le cerveau améliorait considérablement le contrôle d’un patient altéré d’un bras robotique. Le bras était opéré via une interface cerveau-ordinateur, mais le système comprenait également des implants cérébraux dans une zone du cerveau responsable de la rétroaction sensorielle. Lorsque le patient a terminé les tâches en utilisant le bras, il était beaucoup plus rapide lorsque la rétroaction sensorielle était activée, imitant la façon dont une personne peut ressentir un objet qu’elle saisit avec sa main. Cette technique pourrait rendre les systèmes d’interface cerveau-ordinateur plus faciles et plus intuitifs à utiliser, et donc pratiques.

Les interfaces cerveau-ordinateur sont sur le point de transformer la vie des amputés et des personnes sans contrôle moteur ou sensoriel complet de leurs membres. Des fauteuils roulants aux prothèses robotiques, les opportunités sont énormes. Cependant, utiliser un membre est difficile si vous ne sentez pas les objets avec lesquels vous interagissez. Imaginez essayer d’effectuer une tâche simple si votre bras est complètement engourdi.

Pour y remédier, cette dernière interface cerveau-ordinateur comprend un retour sensoriel sous forme d’implants cérébraux dans le cortex somatosensoriel, permettant à l’utilisateur de recevoir un retour tactile sensoriel tout en faisant fonctionner un bras robotique. Le système comprend également des implants dans le cortex moteur, qui permettent à l’utilisateur de contrôler le bras.

Le premier et unique utilisateur du système, Nathan Copeland, est le premier patient au monde à recevoir de tels implants sensoriels. À la suite d’un accident de la route, Copeland a une utilisation limitée de ses bras et s’est porté volontaire pour que les implants soient insérés dans le cadre d’un essai clinique.

Dans cette étude récente, Copeland a utilisé le bras robotique pour effectuer diverses tâches, et les chercheurs ont comparé le temps nécessaire avec et sans rétroaction sensorielle. Les résultats montrent que Copeland a terminé les tâches en près de la moitié du temps lorsque la rétroaction sensorielle était activée (environ 10 secondes par tâche, contre 20 secondes sans rétroaction sensorielle).

Voici un exemple rapide de M. Copeland effectuant la même tâche avec et sans la nouvelle stimulation:

“Dans un sens, c’est ce que nous espérions – mais peut-être pas dans la mesure où nous l’avons observé”, a déclaré Jennifer Collinger, chercheuse impliquée dans l’étude, dans un communiqué de presse. «La rétroaction sensorielle des membres et des mains est extrêmement importante pour faire des choses normales dans notre vie quotidienne, et lorsque cette rétroaction fait défaut, les performances des gens sont altérées.»

Les résultats suggèrent que le développement de systèmes de rétroaction sensorielle plus avancés pourrait améliorer considérablement les performances de l’utilisateur de l’interface cerveau-ordinateur. «Lorsque même une sensation limitée et imparfaite est rétablie, les performances de la personne se sont améliorées de manière assez significative», a déclaré Robert Gaunt, un autre chercheur impliqué dans l’étude. «Nous avons encore un long chemin à parcourir pour rendre les sensations plus réalistes et amener cette technologie chez les gens, mais plus nous pourrons recréer les entrées normales du cerveau, mieux nous serons.»

Étudier en La science: Une interface cerveau-ordinateur qui évoque des sensations tactiles améliore le contrôle du bras robotique

Passant par: Université de Pittsburgh

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