Un doigt artificiel sensible

14 août 2013

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A l’hôpital universitaire de Malmö en Suède, on opère chaque jour des patients blessés aux mains. Parfois, l’amputation d’un doigt ou de toute la main est inévitable. Une tragédie pour ces personnes qui perdent la capacité de saisir des objets mais aussi le sens du toucher.

Les avancées scientifiques récentes permettent aujourd’hui à ces patients d‘être équipés de mains artificielles très performantes. Avec de la rééducation, ces prothèses peuvent alors se substituer aux mains et permettre au quotidien à ces hommes et ces femmes de continuer à porter, saisir, écrire. Mais impossible de sentir quoi que ce soit au bout de ces doigts ou de ces crochets métalliques.

Cette situation pourrait bientôt changer. A l’Ecole Supérieure Sant’Anna Viale de Pise, en Italie, des chercheurs des programmes européens NanoBioTact et NanoBioTouch développent un doigt biomimétique. Un doigt artificiel directement connecté au système nerveux central du patient.
Un doigt parcouru par un ensemble de récepteurs capables de retransmettre la sensation de pression digitale.

“Notre doigt, le doigt humain, est parcouru de récepteurs tactiles qui nous permettent de ressentir notre environnement extérieur”, explique le professeur Lucia Beccai. “Ce qu’on fait ici, c’est utiliser la technologie pour intégrer un certain nombre de ces récepteurs tactiles sur un doigt artificiel”.Mais avant même de pouvoir développer des récepteurs biomimétiques, les chercheurs doivent étudier les secrets de la sensation du toucher.

A l’Université de Birmigham au Royaume-Uni, les scientifiques étudient des patients souffrant de paralysies partielles qui ont perdu le sens du toucher. Aujourd’hui, ce sont les sensations tactiles de Mike qui sont testées sur deux surfaces différentes. La première est rapeuse, la seconde est douce. L’ordinateur analyse alors quelles sont les zones de son cerveau qui sont concernées.

“J’ai eu une hémorragie cérébrale et cela a affecté mon bras gauche. Aujourd’hui il est totalement inutilisable”, déplore Mike.

Cette étude est menée par le professeur Alan Wing. Avec son équipe, il tente de comprendre comment le cerveau perçoit les informations qui lui parviennent des mains.“Une partie du cerveau de Mike a été endommagée mais le reste de son cerveau fonctionne. Or nous avons découvert que la partie endommagée est très importante pour la sensation du toucher”, explique-t-il. “Nous travaillons ainsi avec des patients qui ont subi des attaques cardiaques et qui ont des séquelles spécifiques. Cela nous permet de voir comment le cerveau reçoit les informations en provenance du doigt. L’objectif c’est de développer un réseau cérébral qui pourrait remplacer les fonctions du toucher”.

Retour à Pise. Ici, on tente d’appliquer ces découvertes sur le système nerveux dans le domaine de la robotique. Objectif : créer le premier doigt artificiel.

Pour le moment, le prototype mis au point peut reconnaître 90% des différents types de surfaces testées. Il possède la dynamique, la sensibilité et la capacité de calculer la dimension spatiale lors d’une pression. Un exploit rendu possible par l’association de plusieurs disciplines : neurologie, robotique, bio technologie et nanotechnologies.

Prochaine étape : élaborer la peau artificielle qui recouvrera ce doigt révolutionnaire.

Le toucher est très important. Il permet de comprendre – de manière émotionnelle et cognitive – ce qui nous entoure.
Voici pourquoi 13 instituts scientifiques, des universités et des entreprises ont mis leurs connaissances en commun afin de créer un doigt artificiel SENSIBLE.