La réalité virtuelle a aidé à améliorer la fonction nerveuse chez les personnes paralysées

« La réalité virtuelle a aidé huit patients paralysés à retrouver une certaine sensation dans les jambes » dans une grande surprise « , rapporte Sky News.

Les chercheurs utilisant la réalité virtuelle (VR) combinée à un exosquelette robotique ont été surpris de constater que les participants avaient retrouvé une certaine fonction nerveuse.

Les personnes, huit au total, avec paralysie et perte de sensibilité des deux jambes (paraplégie), participaient au programme Walk Again Neurorehabilitation. La paraplégie est habituellement causée par une lésion de la colonne vertébrale, de sorte que les signaux nerveux du cerveau ne peuvent atteindre les jambes.

Le programme combinait l’utilisation d’un exosquelette conçu pour répondre aux signaux électriques du cerveau avec VR qui fournissait à la fois une stimulation visuelle et haptique. Haptic se réfère à la sensation de toucher; c’est la technologie haptique qui fait que les écrans des smartphones « répondent » à votre toucher.

Les technologies ont été combinées pour créer une simulation d’activité physique, comme participer à un match de football virtuel.

Les chercheurs s’attendaient à ce que la formation améliore la maîtrise de l’utilisation de l’exosquelette. Ils ont été agréablement surpris de découvrir qu’il améliorait réellement la fonction nerveuse du monde réel.

Tous les patients ont montré une amélioration de leur capacité à ressentir les sensations et à améliorer leur contrôle des muscles clés ainsi qu’à améliorer leur capacité à marcher.

Les chercheurs ont émis l’hypothèse que l’activité virtuelle pourrait aider à relancer les connexions nerveuses dans la colonne vertébrale qui ont dormi précédemment.

Les participants avaient été paralysés entre 3 et 15 ans. L’équipe de recherche prévoit maintenant d’utiliser la même technique sur les personnes qui n’ont été paralysées que pendant une courte période, pour voir si les effets bénéfiques sont plus importants.

D’où vient l’histoire?

L’étude a été réalisée par des chercheurs d’un certain nombre d’institutions, notamment l’Association Alberto Santos Dumont pour l’apprentissage à la recherche, l’Université de Munich, l’Université d’État du Colorado et l’Université Duke. Le financement de l’étude a été fourni par le ministère brésilien de la Science, de la Technologie et de l’Innovation. Les auteurs n’ont déclaré aucun conflit d’intérêt.

L’étude a été publiée dans la revue à comité de lecture Science Reports, en libre accès, de sorte qu’elle est gratuite en ligne.

Les médias britanniques ont rapporté ces résultats avec précision et ont inclus des citations des auteurs de l’étude exprimant leur incrédulité dans ce qu’ils ont vu. « Dans presque tous ces patients, le cerveau avait effacé la notion d’avoir des jambes, vous êtes paralysé, vous ne bougez pas, les jambes ne fournissent pas de signaux de rétroaction. » a déclaré le professeur Nicolelis, il a ajouté: « En utilisant une interface cerveau-machine dans un environnement virtuel, nous avons pu voir ce concept réapparaître progressivement dans le cerveau. »

BBC News héberge également une courte vidéo de l’un des participants, qui avait été paralysé pendant des années, faisant quelques pas hésitants sur un tapis roulant.

De quel type de recherche s’aggissait-t-il?

Cette étude est un rapport de huit personnes atteintes de paraplégie qui visait à explorer dans quelle mesure les interfaces cerveau-machine, associées à un appareil de VR, pouvaient aider les personnes atteintes de lésions médullaires à retrouver leur capacité à marcher en utilisant un exosquelette contrôlé par le cerveau.

La paralysie est la perte de la capacité de déplacer un ou plusieurs muscles. Cela peut être associé à une perte de sensation et à d’autres fonctions corporelles. Dans cette étude, les participants avaient une paraplégie – ont été paralysés dans les deux jambes. Il n’y a généralement pas de problèmes avec les muscles des jambes eux-mêmes, seulement quelque part au cours de la transmission de signaux nerveux sensoriels ou moteurs à destination ou en provenance de la moelle épinière et du cerveau.

Les personnes atteintes de paraplégie sont généralement capables de mener une vie relativement indépendante et active, en utilisant un fauteuil roulant pour mener leurs activités quotidiennes.

Pour déterminer si cette technologie fonctionnerait à plus grande échelle ou sur des personnes présentant différents niveaux de paralysie, d’autres essais cliniques devraient avoir lieu.

Qu’est-ce que la recherche implique?

Les chercheurs ont recruté huit personnes paraplégiques atteintes d’une lésion chronique de la moelle épinière.

Les participants portaient des capuchons munis d’électrodes pour lire leurs signaux cérébraux et on leur demandait d’imaginer bouger leurs bras pour créer une activité cérébrale. Une fois que cela a été maîtrisé, les participants ont appris comment utiliser leurs propres signaux du cerveau pour contrôler un avatar individuel ou une jambe robotique en imaginant qu’ils bougeaient leurs propres jambes. Ils étaient « connectés » à l’avatar grâce à l’utilisation d’un casque VR, qui fournissait des images, ainsi qu’un certain nombre de capteurs haptiques donnant une rétroaction tactile. Donc, à la fois, ils avaient l’air et sentaient qu’ils bougeaient leurs jambes.

Ces signaux ont été lus par les électrodes dans le capuchon et utilisés pour contrôler l’exosquelette.

Les chercheurs ont étudié des activités plus complexes au cours de l’étude pour assurer la stabilité du système cardiovasculaire et le contrôle postural du patient. Cela impliquait divers systèmes robotiques d’entraînement à la marche.

Les six étapes de l’activité étaient:

le patient était assis et son activité cérébrale était enregistrée à l’aide d’un électroencéphalogramme (EEG) alors qu’il contrôlait les mouvements d’un avatar du corps humain dans l’environnement VR

comme ci-dessus mais en se tenant debout

Entraînement avec un système de support de poids corporel sur un tapis roulant

s’entraîner avec un système de soutien du poids corporel sur une piste au sol

Entraînement avec un système robotique de soutien du poids corporel contrôlé par le cerveau sur un tapis roulant

entraînement à l’aide d’un exosquelette robotique contrôlé par le cerveau

Les évaluations cliniques ont été effectuées le premier jour de l’essai, puis à 4, 7, 10 et 12 mois. Ces évaluations comprenaient des tests pour:

niveau de déficience

température, vibration, pression et sensibilité

force musculaire

contrôle du tronc

indépendance

douleur

gamme de mouvement

qualité de vie

Quels ont été les résultats de base?

Les huit participants à l’étude ont effectué 2 052 séances, totalisant 1 958 heures. Après 12 mois d’entraînement avec des appareils robotisés, tous les patients ont fait des améliorations neurologiques pour ressentir la douleur et le toucher.

Les patients ont également amélioré leur contrôle des muscles clés et amélioré leur capacité à marcher. À la suite de cette étude, la moitié des participants ont vu leur niveau de paraplégie changé de complet à incomplet.

Comment les chercheurs ont-ils interprété les résultats?

Les chercheurs concluent: «Globalement, les résultats obtenus dans notre étude suggèrent que les applications [interfaces cerveau-machine, IMC] devraient être améliorées à partir d’un nouveau type de technologie d’assistance pour aider les patients à retrouver leur mobilité grâce à des prothèses contrôlées par le cerveau. , à une nouvelle thérapie de réadaptation neurologique, capable d’induire une récupération partielle des fonctions neurologiques clés.

« Un tel potentiel clinique n’a pas été anticipé par les études initiales de l’IMC, par conséquent, les présents résultats soulignent la pertinence des paradigmes basés sur l’IMC, en ce qui concerne leur impact sur la réadaptation des patients atteints de lésion médullaire. répéter la présente étude en utilisant une population de patients qui ont subi une lésion médullaire juste quelques mois avant le début de la formation IMC.Nous avons l’intention de poursuivre cette enquête.Sur la base de nos résultats, nous prévoyons que cette population peut présenter des niveaux encore meilleurs de récupération neurologique partielle grâce à l’utilisation de notre protocole BMI. « 

Conclusion

Cette étude a porté sur l’utilisation de dispositifs contrôlés par le cerveau chez huit personnes paraplégiques afin de déterminer si elles peuvent retrouver leur capacité à marcher en utilisant un exosquelette contrôlé par le cerveau.

L’étude a révélé que tous les patients avaient des améliorations neurologiques en termes de capacité à ressentir la douleur et le toucher et qu’ils avaient amélioré leur contrôle des muscles clés et amélioré leur capacité à marcher.

Ces résultats semblent correspondre à la plasticité connue du système nerveux et du cerveau. Il peut continuer à changer et s’adapter à différents stimulus environnementaux. Il est donc possible que les voies nerveuses endommagées qui ont dormi pendant de nombreuses années puissent être ravivées grâce à ce type d’activités.

Cependant, bien que cette technologie soit passionnante et qu’elle puisse donner de l’espoir aux personnes ayant subi une lésion de la moelle épinière, elle n’en est encore qu’à ses débuts. Ces résultats sont basés sur seulement huit personnes. De nombreuses autres étapes du test seront nécessaires chez les personnes ayant différentes causes et sévérités de paraplégie pour confirmer si cela a un vrai potentiel et qui pourrait en tirer le plus d’avantages. Pour l’instant, il est trop tôt pour savoir si et quand et il pourrait devenir disponible.

Le coût de la technologie VR continue de baisser, tandis que sa sophistication continue d’augmenter. Donc, son utilisation dans la réadaptation générale à un moment donné dans un proche avenir n’est certainement pas dans le domaine de la fantaisie.