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Actu - En vidéo : bientôt le sens du toucher dans une prothèse de bras



  1. #1
    RSSBot

    Actu - En vidéo : bientôt le sens du toucher dans une prothèse de bras

    En réutilisant les propres nerfs du patient, des chercheurs américains, financés par l'armée, ont de nouveau réalisé une prothèse de bras commandée par la pensée. Ils sont aussi parvenus à restituer partiellement un sens du toucher.Sur la vidéo, Claudia Mitchell épluche des légumes. La scène semble banale, au détail près que cette jeune femme de 26 ans, ancien soldat de l'armée américaine, a perdu le bras gauche dans un accident de moto. Ce geste simple représente aussi une prouesse technique et chirurgicale car sa prothèse est commandée par la pensée, via ses propres nerfs,...

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  2. Publicité
  3. #2
    Jiav

    Re : Actu - En vidéo : bientôt le sens du toucher dans une prothèse de bras

    Décidément ça m'épate toujours autant leur prothèse! Le plus impressionnant àmha, c'est qu'en regardant bien on voit certains mouvements qui ont l'air d'être fait "sans y penser", par exemple vers -18 secondes de la fin du vidéo on voit Mme Mitchell se retourner, et sa main prothétique se referme toute seule avec peut-être un soupçon d'extension de l'épaule qui suit.

    Le reste du temps elle se sert surtout de sa main comme support, quoique la versatibilité des conditions soit remarquable (au passage tout le film montre des extraits d'une évaluation en ergothérapie). La prochaine étape, une utilisation en dextérité fine, sera sans doute beaucoup plus difficile. Il faudra pour cela regagner une intégration sensori-motrice. Or celle-ci ne se base pas uniquement sur les récepteurs cutanés que l'équipe essai de rendre disponible (ce qui est déjà un sacré défi), mais aussi (et surtout, selon la majorité des chercheurs du domaine) sur les récepteurs intramusculaires (c'est l'heure de notre petite page de pub). Or les récepteurs intramusculaires sont des capteurs actifs (c'est-à-dire dont la sensibilité est sous contrôle central via les fibres gamma) et normalement intégrés aux muscles. Réussir à rétablir cette voie d'information, critique pour le contrôle fin, est donc un peu SF à l'heure actuelle.

    Mais bon... déjà une prothèse de cette qualité, c'était aussi de la SF il y a deux ans
    L'été vient.

  4. #3
    bardamu

    Re : Actu - En vidéo : bientôt le sens du toucher dans une prothèse de bras

    Citation Envoyé par Jiav Voir le message
    (...)
    Le reste du temps elle se sert surtout de sa main comme support, quoique la versatibilité des conditions soit remarquable (au passage tout le film montre des extraits d'une évaluation en ergothérapie). La prochaine étape, une utilisation en dextérité fine, sera sans doute beaucoup plus difficile. Il faudra pour cela regagner une intégration sensori-motrice. Or celle-ci ne se base pas uniquement sur les récepteurs cutanés que l'équipe essai de rendre disponible (ce qui est déjà un sacré défi), mais aussi (et surtout, selon la majorité des chercheurs du domaine) sur les récepteurs intramusculaires (c'est l'heure de notre petite page de pub). Or les récepteurs intramusculaires sont des capteurs actifs (c'est-à-dire dont la sensibilité est sous contrôle central via les fibres gamma) et normalement intégrés aux muscles. Réussir à rétablir cette voie d'information, critique pour le contrôle fin, est donc un peu SF à l'heure actuelle.

    Mais bon... déjà une prothèse de cette qualité, c'était aussi de la SF il y a deux ans
    Salut,
    j'ai pas bien saisi la différence que tu fais entre la difficulté pour les récepteurs cutanés et intramusculaires.
    Pour l'intramusculaire, c'est une question de complexité ? Prendre en compte des feed-back ?
    Ethica, IV, 43 : Titillatio excessum habere potest et mala esse.
    Spinoza

  5. #4
    Jiav

    Re : Actu - En vidéo : bientôt le sens du toucher dans une prothèse de bras

    Citation Envoyé par bardamu Voir le message
    Salut,
    j'ai pas bien saisi la différence que tu fais entre la difficulté pour les récepteurs cutanés et intramusculaires.
    Pour l'intramusculaire, c'est une question de complexité ? Prendre en compte des feed-back ?
    Ok regarde ceci:


    à droite c'est la moelle épinière, à gauche le muscle avec un fuseau neuromusculaire (=récepteur proprioceptif) dedans. Les principales fibres y sont identifiées (pas toutes!):
    - les fibre Ia sont sensitives: elles renseignent sur l'étirement du muscle et donc la proprioception et le toucher haptique
    - les fibres alpha, extrafusales (i.e. en dehors du fuseau neuromusculaire ou FNM): la voie principale pour activer le muscle via des synapses particulières (les plaques motrices) sur les myofibrilles (=les fibres motrices du muscles).
    - les fibres gamma, intrafusales: classées comme motrices mais avec un statut particulier. En effet elles ne font contracter que des fibres à l'intérieur du fuseau, ce qui créé une tension intrafusale affectant ce récepteur mais sans tension significative dans le muscle (i.e. pas de force externe produite).

    La façon habituelle d'interpréter les gamma, c'est que ce sont des fibres permettant de régler la sensibilité du FNM. Un FNM doit rester assez tendu sinon il perd toute sensibilité, en particulier lors de la contraction musculaire (le fuseau se détend à mesure que le muscle se contracte). Ainsi, lorsque quelqu'un contracte il active non seulement les motoneurones alpha, mais aussi les motoneurones gamma. On parle alors de coactivation alpha-gamma. Tu me suis jusque là?

    Là où ça vient en liaison avec ce que je disais plus haut, c'est que le SNC garde une spécificité entre ces trois types de fibres: les Ia d'un FNM contactent spécifiquement le motoneurone alpha des myofibrilles entourant ce FNM, et les commandes motrices activant ces alpha contactent spécifiquement les gamma réglant la sensibilité de ce FNM. Comment donc restaurer cette triple spécificité? Une coordination fine peut-elle se passer de ces mécanismes ou s'adapter? La proprioception peut-elle se passer complêtement des FNM? On peut être assez optimiste sur le dernier (d'autres sources peuvent être proprioceptives), mais je serais plus pessimiste sur les deux premiers.

    En comparaison, e système cutané est aussi compliqué à apprendre exhaustivement, mais il n'a pas de mécanisme de rêglage périphérique passant par d'autres fibres, il "suffirait" donc d'activer les fibres (mécaniquement ou électriquement) pour créer une sensation exploitable.
    L'été vient.

  6. #5
    halman

    Re : Actu - En vidéo : bientôt le sens du toucher dans une prothèse de bras

    C'est excellent tout cela, mais pour prendre une douche elle doit bien être obligée de retirer son bras prothésique pour ne pas l'endomager non ?

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    bardamu

    Re : Actu - En vidéo : bientôt le sens du toucher dans une prothèse de bras

    Citation Envoyé par Jiav Voir le message
    (...)
    Là où ça vient en liaison avec ce que je disais plus haut, c'est que le SNC garde une spécificité entre ces trois types de fibres: les Ia d'un FNM contactent spécifiquement le motoneurone alpha des myofibrilles entourant ce FNM, et les commandes motrices activant ces alpha contactent spécifiquement les gamma réglant la sensibilité de ce FNM. Comment donc restaurer cette triple spécificité? Une coordination fine peut-elle se passer de ces mécanismes ou s'adapter? La proprioception peut-elle se passer complêtement des FNM? On peut être assez optimiste sur le dernier (d'autres sources peuvent être proprioceptives), mais je serais plus pessimiste sur les deux premiers.
    (...)
    Si j'ai tout suivi, il faudrait peut-être une sorte de système de contrôle automatique de l'élasticité/rigidité des "cables" pour éviter qu'on soit trop dans le tout ou rien.
    Ils sont peut-être sur cette voie avec les matériaux intelligents :
    En vue de contrôler la torsion des structures de pales d’hélicoptère, un actionneur à base de fibres piézoélectriques a été étudié. Ces systèmes sont composés d’un alignement de fibres piézo-électriques noyées dans une matrice polymère, pris en sandwich entre 2 électrodes de surface interdigitées, par lesquelles une différence de potentiel est appliquée (Figure 1). En fonction de la commande électrique extérieure, un tel système produit un effet piézo-électrique longitudinal important et donc des déformations importantes. Ces actionneurs peuvent être utilisés en vue de faire du contrôle de forme répondant à un cahier des charges donné. Les outils numériques ont été adaptés à l’étude de ces réseaux de fibres par le biais de l’homogénéisation des caractéristiques piézo-électriques d’une couche donnée, dans le cadre de la thèse d’Eve LENGLET soutenue en juillet 2003, en collaboration avec l’ONERA-Lille. Les résultats numériques ont été confrontés avec succès aux résultats expérimentaux permettant d’envisager d’utiliser ces actionneurs pour le contrôle de forme.
    (...)
    Les travaux futurs sur cette action porteront sur la miniaturisation des dispositifs électroactifs, faisant en particulier appel aux techniques de microélectronique.
    A ce titre plusieurs études sont aujourd’hui clairement identifiées :
    (...)
    - les polymères électrostrictifs de type polyuréthane qui offrent une perspective d’évolution des travaux vers les micro-systèmes. Ces polymères présentent un compromis force-déformation proche du muscle humain, particulièrement intéressant pour les micro-actionneurs

    http://www.iemn.univ-lille1.fr/recherches/acoust.htm
    Ethica, IV, 43 : Titillatio excessum habere potest et mala esse.
    Spinoza

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  10. #7
    Jiav

    Re : Actu - En vidéo : bientôt le sens du toucher dans une prothèse de bras

    Citation Envoyé par halman Voir le message
    pour prendre une douche elle doit bien être obligée de retirer son bras prothésique pour ne pas l'endomager non ?
    Heu oui... j'imagine même qu'elle nettoie son moignon de temps en temps

    Citation Envoyé par bardamu Voir le message
    Si j'ai tout suivi, il faudrait peut-être une sorte de système de contrôle automatique de l'élasticité/rigidité des "cables" pour éviter qu'on soit trop dans le tout ou rien.
    Ils sont peut-être sur cette voie avec les matériaux intelligents :
    Pourquoi pas, ça pourrait être une piste. Faudrait que ce soit biocompatible à long terme par contre, et suffisement petit. Je vois une difficulté pour rétablir l'équilibre tension du muscle/tension du fuseau, mais c'est peut-être le genre de truc avec lequel le SNC peut se débrouiller tout seul.
    L'été vient.

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