Les amputés retrouvent leur sensation de température grâce à une nouvelle technologie prothétique

La rétroaction sensorielle est importante pour que les personnes amputées puissent explorer et interagir avec leur environnement. Aujourd’hui, des chercheurs ont développé un dispositif qui permet aux amputés de détecter la température et d’y réagir en transmettant les informations thermiques du bout du doigt prothétique au moignon de la personne amputée. L’appareil « MiniTouch » a été présenté dans le magazine du 9 février Médical, utilise des composants électroniques disponibles dans le commerce, peut être intégré dans des prothèses disponibles dans le commerce et ne nécessite pas d’intervention chirurgicale. Grâce à la main prothétique sensible à la chaleur, une amputée transradiale de 57 ans a pu distinguer et trier manuellement des objets de différentes températures et ressentir un contact physique avec d’autres personnes.

Il s’agit d’une idée très simple qui peut être facilement intégrée aux prothèses commerciales. La température est l’un des derniers obstacles à la restauration de la sensibilité des mains robotiques. Pour la première fois, nous sommes vraiment sur le point de redonner toute la gamme des sensations aux personnes amputées.

Sylvestro Micera, auteur principal l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne et la Scuola Superiore Sant’Anna

L’équipe a précédemment montré que leur technologie thermosensible était capable de restaurer la thermosensation passive chez 17/27 amputés. Dans la nouvelle étude, ils montrent que le MiniTouch peut être facilement intégré aux prothèses de membres commerciales et qu’il permet une thermosensation active lors de tâches nécessitant un retour entre les neurones sensoriels et moteurs.

Au-delà de l’importance fonctionnelle de la capacité à ressentir la chaleur et le froid, les informations thermiques pourraient également améliorer la conscience corporelle des personnes amputées et leur capacité à ressentir un toucher affectif. “L’ajout d’informations sur la température rend le toucher plus humain”, déclare l’auteur principal Solaiman Shokur (@SolaimanShokur) de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne. “Nous pensons que la capacité de détecter la température améliorera l’incarnation des amputés – le sentiment que ‘cette main est à moi’.”

Pour ce faire, ils ont intégré le MiniTouch dans la prothèse personnelle d’un homme de 57 ans ayant subi une amputation transradiale 37 ans plus tôt en connectant l’appareil à un point du moignon du participant produisant des sensations thermiques dans son index fantôme. Ils ont ensuite testé sa capacité à distinguer des objets de températures différentes et des objets constitués de matériaux différents.

Grâce au MiniTouch, le participant a pu distinguer trois bouteilles visuellement impossibles à distinguer contenant de l’eau froide (12°C), fraîche (24°C) ou chaude (40°C) avec une précision de 100 %. La précision n’était que de 33 % . Le dispositif MiniTouch a également amélioré sa capacité à trier rapidement et précisément les cubes métalliques à différentes températures.

“Une fois que vous avez atteint un certain niveau de dextérité avec les mains robotiques, vous avez absolument besoin d’un retour sensoriel pour tirer le meilleur parti de la main robotique”, explique Shokur.

Enfin, le dispositif MiniTouch a amélioré la capacité du participant à distinguer les bras humains des bras prothétiques avec les yeux bandés – d’une précision de 60 % sans le dispositif à 80 % avec le dispositif. Cependant, sa capacité à ressentir le contact humain via sa prothèse était encore limitée par rapport à son bras indemne, et les chercheurs supposent que cela était dû aux limitations d’autres entrées sensorielles non thermiques telles que la douceur et la texture de la peau. D’autres technologies sont disponibles pour fournir ces autres entrées sensorielles. La prochaine étape consistera à commencer à intégrer ces technologies dans un seul membre prothétique.

“Notre objectif est maintenant de développer un système multimodal intégrant les sensations tactiles, proprioception et température”, explique Shokur. “Avec un système comme celui-ci, les gens peuvent dire : ‘C’est doux et chaud’ ou ‘C’est dur et froid’.”

Les chercheurs affirment que leur technologie est techniquement prête à l’emploi, mais que des tests de sécurité supplémentaires sont nécessaires avant qu’elle n’atteigne la clinique, et ils prévoient d’améliorer encore l’appareil pour le rendre plus facile à assembler. Les futurs modèles pourraient également s’appuyer sur le Minitouch pour intégrer les informations thermiques provenant de plusieurs points du membre fantôme d’une personne amputée. Par exemple, permettre aux gens de distinguer les sensations thermiques et tactiles sur le doigt et le pouce pourrait leur permettre de saisir plus facilement une boisson chaude tout en permettant une sensation sur le dos de la main pourrait améliorer le sentiment de connexion humaine en permettant aux amputés de ressentir , lorsqu’une autre personne lui touche la main.

Cette recherche a été soutenue par la Fondation Bertarelli, le Fonds national suisse, le programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne, le programme de recherche et d’innovation Horizon Europe et le ministère de l’Université et de la Recherche.