Toutes ces avancées technologiques aident les personnes handicapées

Une prothèse "sensible" pour changer le quotidien des amputés

C'est une première mondiale: un Autrichien privé d'une jambe porte une prothèse recréant la sensibilité du membre qu'il a perdu, et offrant un espoir contre les douleurs fantômes dont souffrent beaucoup d'amputés.

"J'ai l'impression d'avoir de nouveau un pied", un enseignant de 54 ans, amputé sous le genou en 2007 suite aux complications d'un AVC.

"Je ne glisse plus sur la glace, je ressens la différence quand je marche sur du gravier, le béton, l'herbe ou le sable. Je sens même les petits cailloux", témoigne le premier patient opéré par le professeur Hubert Egger, de l'université de Linz (nord).

Six mois après l'implantation, Wolfgang Rangger court, fait du vélo et même de l'escalade. Quand il se déplace, son boitement est à peine perceptible.

Ce résultat spectaculaire est le fruit d'une technique associant le déplacement de faisceaux de nerfs et la mise en oeuvre de capteurs sur une prothèse connectée d'un nouveau type.

Dans le cas du patient de Linz, les médecins ont repris, au centre du moignon, des terminaisons nerveuses conduisant initialement au pied amputé. Ils les ont ensuite déviées à la surface de la cuisse, à l'endroit où celle-ci est en contact avec le haut de la prothèse.

- Un signal envoyé au cerveau -

La jambe artificielle comporte de son côté des capteurs sous la plante du pied, reliés à d'autres cellules, appelées stimulateurs, qui sont au contact du moignon. C'est l'information transférée entre les capteurs et les stimulateurs qui permet de simuler, et finalement reproduire, la sensation du membre perdu.

A chaque pas, à chaque pression sur le sol, le pied artificiel de Wolfgang Rangger adresse désormais un signal précis à son cerveau.

"Sur un pied en bonne santé, ce sont des récepteurs sur la peau qui remplissent cette fonction. Chez un amputé, ils manquent, bien sûr. Mais les transmetteurs d'information que sont les nerfs continuent d'exister. Il suffit de les stimuler", résume le professeur Egger.

Le médecin autrichien avait déjà innové en 2010 en présentant une prothèse de bras contrôlée par la pensée, grâce à la mise en place d'une connexion entre les nerfs moteurs et la prothèse.

Cette fois, le principe est le même, mais le parcours est inverse : l'information part de la prothèse pour aboutir au cerveau.

- La fin des douleurs fantômes -

Outre un pas beaucoup mieux assuré, la prothèse de jambe testée à Linz offre à son porteur un second avantage, au moins aussi important à ses yeux: elle a mis fin, en quelques jours à peine, aux insoutenables douleurs fantômes qu'il avait dû supporter pendant des années après avoir perdu sa jambe.

"Avec ma prothèse conventionnelle", se souvient Wolfgang Rangger, "j'arrivais à peine à marcher. Je ne dormais pas plus de deux heures par nuit, et j'avais besoin de morphine pour tenir le coup dans la journée."

Cette sensation de souffrance au membre que l'on n'a plus, fréquemment observée, découle d'une hyper-sensibilité se développant progressivement dans le cerveau, qui est en quelque sorte à la recherche du membre amputé, explique le professeur Egger.

La douleur fantôme, poursuit-il, est aggravée par le souvenir traumatique de l'accident ou de la maladie qui a conduit à l'amputation.

La prothèse "sensible" y remédie en adressant à nouveau des informations au cerveau, mettant fin à sa recherche perpétuellement infructueuse.

Le coût de l'équipement prototype est évalué entre 10.000 et 30.000 euros. Son industrialisation serait déjà possible, mais l'équipe de Linz veut d'abord se donner plus de recul sur les résultats obtenus avec le premier patient.

Un américain tétraplégique peut désormais bouger son bras

 

 

 

 

C'est une véritable avancée technologique pour le handicap. Le Wall Street Journal nous rapporte l'histoire d'Erik Sorto, un américain tétraplégique de 34 ans désormais aux commandes d'un bras robotisé qu'il commande par la pensée. Un exploit conçu par les chercheurs de l'Institut de Technologie de Californie (Caltech).

Erik Sorto peut désormais siroter une boisson en toute tranquillité grâce à son nouveau bras.

Plus besoin d'un tiers pour se désaltérer. "J'ai attendu ça 13 ans, de boire une bière seul." Une joie sans modération pour cet américain qui peut désormais attraper une bouteille et la porter à sa bouche. Paralysé après un accident qui a touché sa colonne vertébrale, l'homme a expérimenté une nouvelle neuro-prothèse. Mais surtout, les chercheurs se sont intéressés à une partie du cerveau qu'ils n'avaient pas envisagé auparavant.

Le cortex pariétal postérieur (CPP). Derrière ce nom complexe se trouve la région du cerveau qui prévoit nos mouvements. L'équipe de recherche a donc implanté deux puces en silicone dans cette région du cerveau située à l'arrière du crâne. "Le CPP arrive plus tôt dans le cheminement, les signaux y sont donc plus liés à la planification de mouvement - ce que vous avez réellement l'intention de faire - plutôt qu'aux détails de l'exécution du mouvement" a expliqué le docteur Richard Andersen.

Les électrodes sortant du crâne sont ensuite reliées à un ordinateur. Erik n'a plus qu'à penser l'action, à envoyer l'ordre pour que le bras s'exécute.

Et les résultats sont bien plus probants qu'avant : les précédents travaux utilisaient directement la région motrice du cerveau. On obtenait des mouvements saccadés et moins précis. Avec ce nouveau test, les gestes sont plus intuitifs.

Se placer en préambule du mouvement, c'est la clé selon Richard Andersen pour obtenir un geste naturel: "Lorsque vous déplacez votre bras, vous ne pensez pas vraiment à quels muscles activer et les détails du mouvement comme lever le bras, tendre le bras, saisir la tasse, fermer la main autour de la tasse, et ainsi de suite. Au lieu de cela, vous pensez à l'objectif du mouvement, par exemple 'je veux prendre ce verre d'eau"

Des résultats visibles plus rapidement qu'ils ne pouvaient l'imaginer "C'était une vraie surprise de voir qu'il était capable de contrôler son bras dès le premier jour." a raconté le Dr. Andersen. Même enthousiasme du côté d'Erik Sorto: "J'ai été surpris de voir à quel point c'était facile [...] j'avais juste envie de faire le tour et de taper dans la main de tout le monde". Des efforts payants qui vont se poursuivre puisque l'Américain en situation de handicap va continuer de collaborer avec l'équipe de recherche californienne pour améliorer la vie des personnes tétraplégiques.

 

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Stocker des quantités astronomiques de données

Des données stockées sur une molécule synthétique: une première mondiale !

Des chercheurs français du CNRS ont réussi à écrire une courte phrase sur un polymère 

Comment parvenir à stocker les quantités astronomiques de données numériques produites, toujours en plus grand nombre, par notre société ? Le tout en utilisant physiquement moins d’espace, de matière, mais aussi d’énergie, transition écologique oblige... Des chercheurs du monde entier planchent sur cette question cruciale. Leur source d’inspiration est - comme souvent - ce que la nature a fait de mieux dans le domaine, à savoir l’acide désoxyribonucléique, plus connu sous le nom d’ADN. Une macromolécule biologique composée de deux brins appelés polymères. En clair, de deux longues chaînes de petites molécules différentes accrochées les unes aux autres dans un ordre précis et qui permettent d’encoder ainsi toute l'information génétique nécessaire au développement et au fonctionnement d’un être vivant. Rien de moins !

Et la science de chercher à reproduire cet ADN de manière à pouvoir y inscrire les informations de son choix. C’est ainsi qu’en janvier 2013, Le Point.fr vous annonçait que des chercheurs étaient parvenus à encoder sur ADN l’équivalent d'environ 5 millions de bits de données. Seulement voilà, certains chercheurs pensent que l’ADN n’est pas forcément le polymère de toutes les situations et travaillent au moyen de stocker des informations sur d’autres polymères, synthétiques cette fois.

Parmi eux, une équipe de l’institut Charles-Sadron de Strasbourg (CNRS) et de l’institut de chimie radicalaire de l’université d’Aix-Marseille, dirigée par Jean-François Lutz, vient de parvenir à inscrire un court message, en code binaire (celui sur lequel est fondée toute l’informatique), sur un polymère entièrement synthétique. Un encodage de seulement quelques bits, mais qui constitue une première mondiale !

"Nous avons fait ça avec des polyamides, mais nous aurions très bien pu le faire avec des polyesters", explique Jean-François Lutz, spécialiste des macromolécules à l'institut Charles-Sadron. "L’apport principal de nos travaux réside dans la méthode que nous avons mise au point et qui permet d’agencer les monomères de manière précise pour créer un message", affirme-t-il. Car, lorsque des scientifiques fabriquent des polymères de toutes pièces, dans leur laboratoire, les monomères qui le composent ont la fâcheuse tendance à s’organiser de manière totalement aléatoire. Comme si vous cherchiez à monter un collier sans pouvoir déterminer l’ordre des perles. Des conditions dans lesquelles il est impossible de rechercher la moindre esthétique et, dans le cas de nos polymères, d’y glisser la moindre information.

Dans leur polymère, les chercheurs français ont réussi à encoder l’équivalent d’une phrase composée de quelques mots. Un message lisible de la même manière que ceux inscrits sur ADN, par séquençage, mais qui est aussi instantanément effaçable. "Car, si notre polymère est stable à température ambiante, il suffit de l’amener au-dessus de 60 degrés Celsius et, comme dans mission impossible, ce message s’autodétruira !" indique Jean-François Lutz. "Nous l’avons aussi conçu sur la base de trois monomères, l’un codant pour le 1, l’autre pour le 0 et le troisième constituant une sorte de maillon faible, de manière à avoir des liaisons qui se casseront facilement lors du séquençage (une technique de lecture qui, comme son nom l'indique, repose sur le découpage des molécules en séquences, NDLR) et rendront ainsi le message plus facile à lire", ajoute-t-il.

C’est là tout l’intérêt d’apprendre à écrire sur des polymères synthétiques, même si cette technique est pour l’instant moins avancée. Car, comme l’ADN a été optimisé par l’évolution pour une tâche bien précise, à savoir conserver l’information génétique des êtres vivants, les chimistes pourraient alors sélectionner le polymère à utiliser en fonction des caractéristiques utiles à telle ou telle application. Ultrarésistant pour surpasser le temps de conservation possible sur ADN ou, comme celui-ci, facile à détruire, pour transmettre des informations hautement confidentielles.

Consulter l'article scientifique paru cette semaine dans la revue spécialisée Nature communications 

Le robot sauteur

On dirait un athlète qui enchaîne les sauts d’obstacles. Pourtant c’est bien un robot qui bondit aussi efficacement sur cette vidéo publiée par des ingénieurs du MIT. Et pas n’importe lequel: Cheetah, une des machines sur pattes les plus rapides au monde, qui vient de réaliser un nouvel exploit: franchir des obstacles de façon autonome à une vitesse moyenne de 8 km/h.

Cela paraît simple. Mais pour parvenir à ce résultat, le robot doit détecter l’obstacle à l’avance, estimer sa hauteur et sa distance et intégrer la meilleure position à partir de laquelle sauter. Il lui reste alors à ajuster sa foulée pour s'élever juste à l’endroit de l’obstacle. Reste enfin à fournir suffisamment de force pour se soulever, puis gérer l’impact à l’atterrissage, avant de reprendre aussitôt son rythme initial.

Il a fallu expérimenter tout ce processus sur un tapis roulant. Cheetah a alors réussi à sauter par-dessus des planches de 45 centimètres de hauteur, soit la moitié de sa taille, tout en maintenant une vitesse de 8 km/h. Les tests se sont poursuivis ensuite sur une piste dans un gymnase. Dans ce cadre, Cheetah a réussi à passer 90% des obstacles.

Une prochaine démo lors de la compétition robotique de la Darpa

Malgré son nom -qui veut dire guépard- Cheetah ressemble à une grosse mule et est capable de courir à plus de 46 km/h, une légende du web dont les vidéos affolent les habitués de Youtube depuis des années. Il a été conçu pour la société de robotique Boston Dynamics, rachetée depuis par Google. Son développement avait été financé par la Darpa qui soutient également les travaux du MIT.

L’apport du MIT est d’avoir ajouté un système LIDAR qui utilise la lumière pour mesurer les distances et cartographier le terrain. A partir des données récoltées, un "algorithme de réglage d’approche "calcule la position idéale pour sauter et en déduit ensuite la vitesse de la foulée pour la distance restant à parcourir. C’est de cette manière que Cheetah peut fonctionner de façon autonome.

Les chercheurs présenteront leurs travaux lors de la compétition de robotique de la Darpa au mois de juin prochain.

Source: Le site du MIT

Boire un petit coup, c'est agréable!

L’alcootest intelligent et connecté

Dans les pays ayant institué une alcoolémie "zéro" au volant, un grand progrès dans la prévention vient d’être franchi par un groupe d’étudiants de l’Institut de Technologie de Cintalapa dans le Chiapas au Mexique. Il fallait y penser et ils l’ont fait: des détecteurs d’alcool sur le volant des voitures qui, en cas de réponse positive, neutralisent le démarreur de la voiture ! Plus besoin d’alcootest. Puisqu’on transpire de l’alcool et que la technologie de détection existait, il suffisait de réunir plusieurs petites astuces pour arriver à ce gadget inattendu et d’une redoutable efficacité: si on a bu un verre de bière, c’est bon, la voiture ne peut pas démarrer.

Naturellement ce genre de progrès technologique ne peut s’appliquer que dans les pays où la tolérance zéro est appliquée sévèrement, comme par exemple en Suède ou au Japon. Les statistiques mexicaines indiquent que 77000 accidents dus à l’excès d’alcool au volant sont répertoriés chaque année, soit 4 accidents chaque heure. Autant dire que le gouvernement a immédiatement encouragé ce projet.

Des détecteurs se trouvent sur le volant, le levier de vitesse et le dossier du siège du conducteur. L’installation électronique analysant les signaux des détecteurs comporte une géolocalisation et une application pour téléphones mobiles qui peut envoyer un signal à la famille ou à des amis en indiquant la position du véhicule ainsi immobilisé. Quelqu’un peut alors "venir au secours" du conducteur…

Une start-up vient d’être créée avec l’appui du gouvernement de l’État du Chiapas pour le développement commercial de cet ingénieux système qui a aussi l’avantage d’être simple et peu coûteux, n’importe qui peut l’installer lui-même.

En quelque sorte un système d’alarme dédié à la détection d’alcool à utiliser sans modération.