Première mondiale à Clinatec : il remarche en contrôlant un exosquelette par la pensée

Publiée le 9 octobre 2019

Pour la première fois au monde, Thibault, un patient tétraplégique, a pu se déplacer et contrôler ses bras par la pensée. Une prouesse made in Grenoble, concrétisée par le Centre de recherche biomédicale Clinatec, sur le polygone scientifique. Récit.

Pour la première fois au monde, Thibault, un patient tétraplégique, a pu se déplacer et contrôler ses bras par la pensée grâce à une neuroprothèse implantée au-dessus de son cortex moteur et reliée à un exosquelette. Une prouesse made in Grenoble, concrét
Tétraplégique depuis mai 2015, Thibault s’est approprié le système développé par Clinatec et gagne tous les jours sur les fonctions qu’il a perdues

L’aventure qui conduit à cet exploit - dont on commente aujourd’hui le succès jusqu’en Chine - commence en 2008. C’est à cette époque que le neurochirurgien Alim Louis Benabid* et le directeur du CEA Jean Therme* décident de « créer un lieu dans lequel rassembler tous les acteurs de la recherche biomédicale afin de se donner les moyens de relever les défis les plus ambitieux », se souvient le professeur Benabid. Convaincus que le rapprochement de la recherche médicale et de la technologie peut bouleverser les vies de millions de patients, ils fondent Clinatec, un centre inédit dont l’originalité sera de rassembler, sous un même toit, médecins, chercheurs, biologistes, ingénieurs, roboticiens, mathématiciens et autres cogniticiens… Ce qui n’allait pas de soi à l’époque. « On nous avait dit que nous n’arriverions jamais à faire discuter ensemble tous ces gens, se rappelle encore le professeur. Finalement, on s’est vite rendu compte que ça ne posait pas de problème. » Au contraire, comme souvent à Grenoble, et à l’instar du triptyque recherche-universités-industries qui donna très tôt au territoire sa réputation d’excellence, la réunion des talents est souvent la clef du succès.

Un pari considérable

La neuroprothèse constituée de deux fois 68 électrodes et implantée au niveau du cortex moteur du cerveau de Thibault permet de capter les impulsions électriques émises par le cerveau pour faire bouger l'exosquelette de manière autonome et en temps réel

Clinatec sur pied, « nous avons tout de suite réfléchi à un thème ambitieux », poursuit le professeur Benabid. « C’est là que j’ai proposé comme projet d’essayer de redonner une mobilité volontaire, aussi proche que possible de la réalité des personnes valides, à des personnes qui l’avait perdue ». Le centre lance ainsi en 2014 une importante campagne de collecte de fonds visant à réaliser plusieurs projets dont le Brain Computer Interface (BCI). Son but : faire la preuve qu'un sujet tétraplégique peut piloter par la pensée un exosquelette anthropomorphique, à partir du décodage de signaux corticaux… Un pari considérable mais néanmoins atteint il y a 27 mois, le 21 juin 2017, lorsque le professeur Stephan Chabardès parvint à implanter 128 électrodes sur le cortex moteur d’un jeune patient tétraplégique prénommé Thibault. Ce jeune lyonnais de 28 ans est désormais le premier être humain à pouvoir contrôler, de manière totalement autonome, un exosquelette par la pensée. Une prouesse qui vient de faire l’objet d’une publication, le 4 octobre dernier, dans la revue The Lancet Neurology.

Une neuroprothèse, de l'intelligence artificielle et un exosquelette

Cet incroyable défi a nécessité le développement d’une plateforme BCI combinant une prothèse composée de deux implants cérébraux de 64 électrodes, un ordinateur capable de décoder, grâce à l’intelligence artificielle, les informations envoyées par les électrodes, et enfin un exosquelette. Chez un sujet valide, « quand le cerveau émet un ordre, il est capté, traduit, envoyé au muscle nécessaire pour déclencher le mouvement qui a été donné par le cerveau », résume le professeur Benabid. « Il a donc fallu, grâce à l’implant, que nous prenions les informations là où elles naissent chez chacun de nous, c’est-à-dire dans le cerveau, les décrypter par ordinateur et les faire exécuter par un effecteur (exosquelette, Ndlr). Ce fut un programme colossal, et sa réussite est la preuve que l’on peut prendre le signal du cerveau pour lui faire piloter une machine. Aujourd’hui, Thibault s’est approprié le système et gagne tous les jours sur les fonctions qu’il a perdues ».

"On ne savait pas où on allait"

"J’arrive maintenant à marcher, à contrôler les deux bras, à faire tourner les poignées, et j’arriverais bientôt à fermer et ouvrir la main", explique le jeune lyonnais de 28 ans.

Si le jeune homme doit ce résultat en grande partie aux scientifiques de tous bords à l’origine de ce projet un peu fou, il peut néanmoins s’enorgueillir de s’être de lui-même porté volontaire, après avoir découvert que Clinatec menait des études approfondies sur la tétraplégie : « Après une chute de plus de 15 mètres de haut, le 3 mai 2015, j’ai passé deux années dans les hôpitaux puis tout seul, chez moi, à ne pouvoir rien faire, et cela me terrorisait, confie Thibault. J’ai donc cherché sur internet ce qui se faisait comme études sur la tétraplégie, si je pouvais aider, participer à quelque chose à mon niveau. Et je suis tombé sur un site aux Etats-Unis qui recensait toutes les études cliniques, dont une étude en France, à Clinatec, à une heure de chez moi. J’ai donc tout de suite envoyé un mail au professeur Benabid, et nous nous sommes rencontrés.» Un mois après l’opération, celui qui est désormais considéré comme un membre à part entière de l’équipe, commençait déjà à contrôler l’exosquelette. « On est partis dans la jungle avec une machette et on ne savait pas où on allait », reprend Thibault… « 27 mois après l’opération, j’arrive maintenant à marcher, à contrôler les deux bras, à faire tourner les poignets, et j’arriverais bientôt à fermer et ouvrir la main… On est donc au-delà de tout ce que l’on pouvait imaginer ! »

De grands espoirs pour la suite

Ce qui n’empêche pas d’imaginer la suite, car cet exploit suscite naturellement de grands espoirs, notamment auprès des personnes immobilisées. Demain, grâce à ce dispositif, il n’est pas interdit d’imaginer qu’elles puissent contrôler par la pensée une souris pour pouvoir écrire, parler, communiquer, voire de contrôler, à terme, un fauteuil ou une voiture électrique. « On vient d’ouvrir une porte et les possibilités sont illimitées », s’enthousiasme Thibault. Désormais, le jeune lyonnais passe chaque mois quelques jours à Grenoble pour affiner son contrôle de l’exosquelette et s’entraîne régulièrement depuis chez lui sur son ordinateur qui dispose d’un simulateur vidéo. Trois autres patients sont en cours de sélection pour bénéficier de la même technologie : « L’un des objectifs dans les mois qui viennent est de pouvoir équiper ces malades d’un exosquelette qu’on puisse installer à la maison pour que l’entraînement soit plus évident », conclut le professeur Benabid. Les exosquelettes sont en cours de construction, dans des délais inférieurs à 12 mois.

*Professeur Alim Louis Benabid, célèbre inventeur de la stimulation cérébrale profonde pour le traitement de la maladie de Parkinson.

*Jean Therme, ingénieur physicien, directeur du CEA et artisan du pôle Minatec dédié aux micros et nanotechnologies.

C'est grâce à la collaboration, au sein du centre Clinatec, de nombreux scientifiques (médecins, chercheurs, biologistes, ingénieurs, roboticiens, mathématiciens, cogniticiens) q'une telle prouesse a été possible.