Lors d’un accident grave touchant la moelle épinière, les victimes peuvent avoir une perte partielle ou totale de l’usage de leurs membres. L’information électrique qui part du cerveau et qui coordonne les mouvements n’est plus transmise au reste du corps. On parle alors de paraplégie (perte de mouvement des membres inférieurs) voire de tétraplégie (membres inférieurs et supérieurs), selon la hauteur de la lésion sur la moelle épinière. Pour rétablir une connexion entre le cerveau et les zones motrices, des chercheurs du CEA, basés au centre de recherche Clinatec1 à Grenoble, ont eu l’idée de créer une technologie unique d’interface cerveau-ordinateur (BCI) permettant d’interpréter les intentions de mouvement d’un patient.
Appelée WIMAGINE®, cette technologie se compose d'un implant cérébral posé chirurgicalement à la surface du cerveau, qui détecte les signaux électriques émis par l’aire cérébrale où il est localisé, les aires motrices par exemple, et d’une unité de décodage cérébral capable d’interpréter les signaux neuronaux en temps réel grâce à une IA. Ces informations sont alors transformées en signaux de commandes numériques capables de piloter par exemple un exosquelette ou des systèmes de stimulation de la moelle épinière ou des muscles.
BCI a déjà permis deux premières mondiales. En 2019, un patient tétraplégique a pu contrôler un exosquelette quatre membres grâce à son activité cérébrale2 , et en 2023, un patient paraplégique a retrouvé le contrôle naturel de la marche grâce au couplage de la technologie WIMAGINE® du CEA avec un stimulateur de la moelle épinière3.
Aujourd’hui, d’autres essais cliniques sont en cours et les équipes de Clinatec projettent de futures applications. En 2025, les chercheurs envisagent d’utiliser la technologie BCI WIMAGINE® pour la rééducation neurologique des patients ayant subi un accident vasculaire cérébral. L’interface cerveau-ordinateur pourrait également servir au décodage de la parole chez les patients présentant des troubles de la communication, causés par des affections neurologiques.
BCI a été conçue pour améliorer à terme la qualité de vie des patients handicapés en leur donnant les moyens de contrôler à nouveau les mouvements de leur corps, directement en fonction de leur activité cérébrale. De plus, le système a permis d'observer pour la première fois chez un patient paraplégique que la synchronisation de l'activité cérébrale avec le mouvement favorise la récupération après une lésion de la moelle épinière. Cela donne beaucoup d'espoir dans la recherche de solutions de réadaptation pour les patients handicapés » indique Guillaume Charvet, responsable du programme Cerveau-Machine au CEA.
Le CEA, qui mène une politique active et reconnue de soutien à la création d’entreprises, est naturellement présent cette année encore au CES® 2024 à Las Vegas. Grand rendez-vous de la Tech, ce salon à la portée internationale, permet au CEA de présenter des innovations de rupture qui s’inscrivent dans des défis majeurs de notre époque : énergie, santé, numérique et mobilité. Le CEA accompagne également plusieurs start-up telles que ECLYPIA (contrôle de la glycémie non invasif), HELIUP (panneaux solaires ultralégers) ou encore FLUIIDD (scanner pour fluidifier les procédés).
1 CEA/CHU du Grenoble Alpes/Université Grenoble Alpes/Fonds Clinatec
2“An exoskeleton controlled by an epidural wireless brain-machine interface in a tetraplegic patient: a proof-of-concept demonstration”, The Lancet Neurology, 2019. https://doi.org/10.1016/S1474-4422(19)30321-7
3“Walking naturally after spinal cord injury using a brain-spine interface”, Nature, 2023. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06094-5