Le principe du BCI ou ICM (interface cerveau-machine) repose sur l’enregistrement et le décodage du signal émis par le cerveau lors de la réalisation d’une tache mentale ou motrice.
La technique la plus ancienne est l’enregistrement EEG, dont la résolution spatiale est mauvaise. Plus récemment des progrès ont été faits avec l’imagerie fonctionnelle, essentiellement l’IRM fonctionnelle qui analyse les modifications vasculaires locales témoins de l’activité de certaines zones du cerveau. Enfin la NIRS (Spectroscopie proche Infrarouge) est vraisemblablement une technique d’avenir : le casque porté par le patient enregistre les variations de température au niveau du crâne, reflets des modifications vasculaires au niveau du cerveau sous-jacent. Cette technique non invasive a l’intérêt, contrairement à l’imagerie fonctionnelle, de pouvoir être embarquée. NIRS et EEG peuvent être couplées, apportant des informations complémentaires.
L’évolution considérable des techniques de traitement du signal cérébral a permis de faire émerger des méthodes thérapeutiques particulièrement intéressantes, dans deux domaines d’application, la compensation des fonctions perdues et la rééducation par neuro-feedback.
L’utilisation la plus ancienne consiste à utiliser les BCI pour compenser certaines incapacités. On peut ainsi récupérer le signal cérébral émis par un tétraplégique dont le cerveau est intact lorsqu’il imagine exécuter un mouvement pour activer un robot de préhension. Les applications les plus courantes permettent à un patient de piloter un ordinateur et surtout de taper du texte à l’écran même si la saisie reste très lente. Des expérimentations sont également en cours pour utiliser les BCI pour piloter un fauteuil roulant électrique équipé d’un ordinateur avec interface logicielle. Dans ce cas, par exemple, les rééducateurs apprennent 3 commandes au patient : penser à ses pieds pour avancer, à la main droite pour tourner à droite, à la main gauche pour tourner à gauche.
La rééducation par neuro-feedback
Le domaine vraiment porteur d’avenir est l’utilisation de la BCI pour stimuler la plasticité cérébrale. Il est maintenant possible de voir, chez un malade atteint de lésions neurologiques, quelles sont les zones activées lorsqu’il essaie de faire un mouvement. En lui montrant les zones qui s’activent au niveau de son cerveau à ce moment-là, on peut lui apprendre à contrôler ces activations cérébrales, ce qui pourrait favoriser la récupération par exemple après un AVC.
Autre aspect thérapeutique prometteur, l’utilisation de la boucle sensorimotrice. Lorsque la personne génère une activité cérébrale dans l’intention de bouger la main, par exemple, mais que celle-ci bouge mal du fait des lésions neurologiques, on mobilise la main passivement par l’intermédiaire d’un petit robot, de façon à ce que le patient associe activation cérébrale correcte et mouvement de la main. La sensation générée réalimente la boucle sensori-motrice et pourrait favoriser la récupération, avec le développement d’une motricité de qualité. Quelques équipes internationales commencent à expérimenter ces systèmes en boucle fermée en accompagnement des techniques de rééducation conventionnelles.
D’après un entretien avec le Pr Isabelle Laffont, Département de Médecine physique et de réadaptation, CHU de Montpellier
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