Une peau électronique permet aux amputés de ressentir la douleur grâce à leurs prothèses

Jusqu’au 20e siècle, le port d’un membre prothétique n’était pas si bien que ça. Il s’agissait souvent d’objets en bois encombrants, dont la forme et la fonction étaient bien en deçà de leurs homologues naturels. Mais aujourd’hui, nous avons des prothèses que nous pouvons contrôler avec notre esprit, qui prédisent le mouvement et qui s’adaptent parfaitement grâce à l’impression 3D.

Néanmoins, même les prothèses les plus avancées peuvent être améliorées. Elles ne donnent toujours pas à celui qui les porte une tonne d’information sur ce qu’elles touchent : pas de températures, pas de textures. C’est pourquoi les chercheurs de l’Université Johns Hopkins ont créé un nouveau derme électronique (e-dermis). Lorsqu’elle est placée sur une prothèse, cette peau artificielle permet à un amputé de ressentir de la douleur et d’autres sensations dans son membre manquant. Les chercheurs ont publié leur étude mercredi dans la revue Science Robotics.

Pour créer une peau électronique qui fonctionne comme la peau humaine, les chercheurs ont commencé par regarder (où d’autre ?) sur la peau humaine. Ils ont noté que notre peau contient un réseau de récepteurs qui relaient une variété de sensations au cerveau, nous permettant de savoir si ce que nous touchons est tranchant ou lisse, chaud ou froid, dur ou mou, et ainsi de suite.

Ils ont conçu leur dispositif pour transmettre deux sensations spécifiques : la courbure d’un objet et sa netteté. Ils ont construit leur derme électronique à partir d’une combinaison de tissu et de caoutchouc, ajoutant des couches de capteurs pour imiter les récepteurs de la peau humaine. Ces récepteurs pourraient détecter les sensations d’un objet – qu’il soit pointu, par exemple – et ensuite envoyer ces sensations aux nerfs périphériques dans le membre résiduel d’un amputé par l’intermédiaire de fils.

Pour déterminer le type d’information que l’appareil devrait envoyer à son porteur, les chercheurs ont utilisé une technique appelée stimulation nerveuse électrique transcutané (TENS) pour stimuler les nerfs périphériques dans le membre résiduel de l’amputé et demander ce qu’ils ressentaient dans leur membre fantôme.

Par exemple, disons qu’un certain niveau de TENS à un endroit sur le membre résiduel a produit une sensation de douleur dans le pouce fantôme de l’amputé. Les chercheurs sauraient qu’il faut fournir ce niveau de stimulation électronique à cet endroit lorsque le pouce de la prothèse touche quelque chose de douloureux comme un objet pointu.

Ils ont détecté l’activité cérébrale à l’aide de l’électroencéphalographie (EEG) pour confirmer que le processus stimulait le membre fantôme.

Crédit image : Johns Hopkins University

Essentiellement, les chercheurs ont enseigné à leur derme électronique à coder électroniquement différentes sensations comme le fait la peau humaine. Une façon qui pourrait être bénéfique ? L’e-dermis pourrait rendre les prothèses plus vivantes tout en les protégeant des dommages.

“Après de nombreuses années, j’ai senti ma main, comme si une coquille creuse, se remplissait à nouveau de vie”, a déclaré un volontaire à Luke Osborn, co-auteur de l’étude, à The Atlantic. “Je peux faire la différence entre la douleur et l’absence de douleur sans réfléchir, sachant instinctivement si mon bras est en danger.”

Finalement, l’e-dermis pourrait même nous aider à donner aux robots la capacité de “sentir” les sensations d’une manière humaine, notent les chercheurs dans un communiqué de presse. Pour l’instant, cependant, donner aux humains la capacité de ressentir ces sensations une fois de plus est probablement assez excitant.

Source : Futurism – Image d’en-tête : Larry Canner/JHU