Les scientifiques testent déjà des appareils uniques qui ouvrent d'immenses perspectives pour les humains.
- La cybermédecine est l'introduction de divers dispositifs dans le corps humain qui aident à corriger les incapacités physiques, à lutter contre les maladies graves et leurs conséquences, en un mot, à prolonger au maximum une vie normale et bien remplie, - explique le chef du laboratoire de l'Institut de l'activité nerveuse supérieure et de neurophysiologie de l'Académie des sciences de Russie, docteur en sciences biologiques, Professeur Alexander Frolov.
Le scientifique de premier plan est engagé dans l'étude de la structure du cerveau au niveau des neurones, le développement d'interfaces cerveau-ordinateur et leur utilisation pour la rééducation des patients après des blessures et des maladies. Dans le cadre de la conférence scientifique - 2045, qui se déroule à Moscou, l'expert a évoqué les dernières réalisations dans le domaine de la cybermédecine en Russie et dans d'autres pays, ainsi que les perspectives passionnantes qui s'ouvrent à l'humanité.
VOIR AVEC LE CERVEAU
- Partout dans le monde, les prothèses rénales sont déjà largement utilisées: les appareils qui remplacent ces organes peuvent fonctionner dans le corps humain jusqu'à 40 ans, rappelle le scientifique. - De 2 à 7 ans, un cœur artificiel est capable de supporter la vie humaine. Les prothèses pulmonaires et hépatiques sont activement développées. Cependant, les succès ici ne sont pas si impressionnants: le principal organe respiratoire ne «vit» pas plus de 6 mois, et le foie ne fonctionne que 4 jours. Mais ce n'est que le début.
Dans le même temps, la cybermédecine a réussi à faire quelque chose qui déroute l'imagination et semble encore à beaucoup de science-fiction: des prothèses du système d'organes visuels le plus complexe.
Comme vous le savez, les gens deviennent souvent aveugles en raison de la mort des cellules rétiniennes - c'est la coquille de l'œil qui perçoit l'image et la convertit en impulsions nerveuses. Ils sont transmis au cerveau, y sont décryptés, et nous obtenons les images visuelles habituelles des objets - nous les voyons. Pour ceux qui ont été privés d'une telle opportunité en raison d'une blessure ou d'une maladie, le scientifique et ophtalmologiste américain William Dobelle de New York a créé un appareil unique.
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«Une personne met des lunettes dans lesquelles une petite caméra de télévision est placée, et le signal optique qui en émane va à une électrode implantée dans le cortex visuel du cerveau à l'arrière de la tête», explique Alexander Frolov. - La puce est constituée d'électrodes, lorsqu'elles sont excitées, il y a des éclairs de lumière - des phosphènes (vous pouvez les imaginer si vous appuyez légèrement sur un œil fermé). Ainsi, l'image visuelle provenant de la caméra de télévision est convertie en un certain ensemble de flashs lumineux. Au début, ils semblent chaotiques et désordonnés pour une personne, mais avec l'entraînement et l'utilisation au quotidien, le cerveau commence à reconnaître et à s'habituer au fait que chaque objet correspond à l'un ou l'autre modèle de flashs.
«Une vingtaine d'opérations ont été effectuées, elles ont réussi, l'un des patients a même pu conduire une voiture», explique le professeur Frolov. En 2004, le Dr Dobelle, qui a fondé son institut à New York, est décédé, mais ses collègues aux États-Unis et dans d'autres pays poursuivent leurs recherches afin que les aveugles puissent obtenir des images plus complètes du monde qui les entoure.
COMMENT LA PUISSANCE PENSÉE CONTRÔLE UN ROBOT
Dans le laboratoire d'Alexandre Frolov, une expérience a été menée: un maillage encéphalographique est placé sur la tête d'une personne, qui lit les signaux électriques du cerveau et les transmet à un ordinateur pour reconnaissance. Le sujet est assis devant l'écran, la cible est fixée sur le moniteur, et il est suggéré d'y amener le curseur … par le pouvoir de la pensée.
«Quand on imagine un certain mouvement, un signal électrique correspondant apparaît dans le cerveau», explique le professeur. "Si vous captez ce signal et le déchiffrez avec un ordinateur, vous pouvez envoyer la commande nécessaire à un périphérique externe et ainsi le contrôler."
Un algorithme similaire a été utilisé en pratique par l'un des pionniers de la neurocybernétique, le professeur John Donahue de l'Université Brown (USA). Deux patients - une femme de 58 ans paralysée il y a plus de 15 ans et un homme de 66 ans complètement immobilisé après un accident vasculaire cérébral - ont eu des neurochips implantés dans le cortex moteur. Les signaux du cerveau sont allés à un ordinateur, traités et transmis à un manipulateur - un robot sous la forme d'une main.
Les patients devaient imaginer qu'ils déplaçaient la main artificielle dans la bonne direction. La femme s'est entraînée pendant 4 jours et a ainsi pu prendre indépendamment avec sa main robotique et s'apporter un thermos de café. L'homme a réussi à maîtriser la prothèse plus rapidement: il a rapidement pu contrôler le manipulateur avec le pouvoir de la pensée afin que les cyber doigts agrippent et pressent la balle en mousse.
«Nous sommes sur le point de redonner aux paralysés la capacité d'effectuer des actions de routine que des milliards de personnes accomplissent dans la vie ordinaire, sans penser à comment cela fonctionne», a déclaré le Dr Donahue dans une interview. Les scientifiques travaillent maintenant à créer un bras artificiel avec un contrôle plus rapide et plus flexible.
LA PROTHÈSE PEUT «SENTIR»
«La cyberprothèse se développe partout dans le monde pour ceux dont les bras ou les jambes sont amputés», poursuit Alexander Frolov. L'un des exemples les plus frappants est le coureur sud-africain Oscar Pistorius. Avec des prothèses à la place des deux jambes, il a remporté de nombreux Jeux paralympiques et a même concouru avec succès avec des athlètes en bonne santé.
De plus, pendant plusieurs années, Pistorius s'est vu interdire de participer à des courses ordinaires sous prétexte que des prothèses uniques offrent des avantages par rapport aux jambes humaines. Mais l'interdiction a ensuite été levée (maintenant Pistorius est accusé du meurtre de sa petite amie, mannequin photo, il est jugé).
L'année dernière, le célèbre "homme cyborg" Nigel Ekland est venu en Russie. Lors d'une conférence de presse, il a montré aux journalistes à quel point il manipulait habilement une prothèse bionique, remplaçant un bras droit amputé du coude. Nigel se sert pleinement à la maison: cuisine, conduit une voiture, tape sur un ordinateur.
«Tout ce que j'ai à faire, c'est d'imaginer, disons, que je pince une balle. Un signal du cerveau pénètre dans le muscle du moignon, qui se contracte et transmet une impulsion au moteur de la prothèse. Ensuite, les cyberpicks plient et je peux attraper quelque chose », explique Ekland.
Les scientifiques entrent maintenant dans la prochaine étape: créer un système qui transmettra des signaux non seulement du cerveau à un appareil externe, mais également dans la direction opposée. Autrement dit, grâce à un ordinateur, le cerveau sera capable de reconnaître les propriétés des objets que la prothèse touche. En fait, une personne apprendra à «sentir» sa main artificielle!
«Pour ce faire, il sera nécessaire d'équiper le système de récepteurs qui permettront de détecter les changements de configuration d'un objet, de recevoir des signaux tactiles - tout cela permettra de transmettre une sensation de ressenti au cerveau», Alexander Frolov dresse un tableau captivant pour l'imagination.
De ce fait, la gestion des prothèses sera au plus proche de l'action à part entière des mains et des pieds humains. Les robots hautement sensibles peuvent être utilisés pour les opérations les plus complexes en médecine, en recherche et développement et dans d'autres domaines de notre vie.
BRAIN + ORDINATEUR POUR LA RÉCUPÉRATION APRÈS UN AVC
Le nombre de patients atteints d'hémorragies cérébrales augmente à la fois dans notre pays et dans le monde. L'une des conséquences les plus graves d'un accident vasculaire cérébral est la paralysie, qui survient en raison de lésions de la zone motrice du cerveau. Dans ces cas, la médecine cybernétique peut aider à la rééducation. C'est le projet sur lequel l'équipe du professeur Frolov travaille actuellement sous les auspices du ministère de la Santé avec un cofinancement de la Fondation russe pour la recherche fondamentale (RFBR).
«Il a été prouvé que lorsqu'une personne imagine les mouvements de ses bras ou de ses jambes, les mêmes parties du cerveau sont activées que dans les mouvements réels», explique Alexander Alekseevich. Pendant l'entraînement, les patients sont mis sur des casquettes encéphalographiques qui lisent les signaux cérébraux, et les parties du corps qui doivent être «remuées» sont insérées dans un exosquelette - un appareil connecté à un ordinateur et répétant le contour du corps.
On demande à la personne d'imaginer, par exemple, desserrer le bras - car après un accident vasculaire cérébral, les mains sont souvent comprimées et il est impossible de les déplier toutes seules (cela s'appelle la spasticité). Grâce à un ordinateur, un signal du cerveau est transmis à l'exosquelette porté sur la main, et l'appareil détend la main. «L'importance de cette procédure est que lorsqu'un mouvement imaginaire coïncide avec la réalité, même s'il est réalisé à l'aide d'un appareil externe, des changements plastiques uniques se produisent dans le cerveau - des processus qui restaurent la fonction motrice», explique le professeur Frolov.
Jusqu'à présent, il s'agit d'une technologie expérimentale qui concerne 20 patients. On suppose que les études cliniques de la nouvelle méthode de rééducation se poursuivront pendant encore trois ans. Si leur efficacité est confirmée chez la majorité des patients, la technologie cybernétique peut être introduite dans les normes officielles russes pour la rééducation après un AVC.
