Le monde des prothèses est désormais riche de systèmes plus impressionnants les uns que les autres. Il y a les prothèses à bas prix imprimées en 3D, les prothèses qui envoient des emails, les prothèses inspirées par l'esthétique de Metal Gear Solid, et les mains toutes douces disponibles en plusieurs tailles.Pourtant, en dépit de la prolifération de designs toujours plus inventifs, les chercheurs travaillent toujours à trouver le Graal de la prosthétique : un moyen de redonner le sens du toucher aux patients à l'aide d'une prothèse capable de retranscrire les textures des objets.Des chercheurs de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) et de la Scuola Superiore Sant'Anna (SSSA) ont créé un bout de doigt artificiel qui permet aux amputés de faire la différence entre des surfaces lisses et des surfaces rugueuses en temps réel.« La sensation du toucher obtenue est assez proche de ce que vous pouvez avoir avec un vrai doigt, » explique Dennis Aavo Sorenson, un sujet amputé ayant participé à l'étude et s'exprimant dans une vidéo publiée par l'EPFL. Sur celle-ci, les chercheurs demandent à Sorenson ce qu'il sent en passant son doigt artificiel sur les arrêtes d'un objet rectangulaire. « Je sens des plaques de matériau taillé grossièrement, les interstices, les creux et les bosses de la surface, » explique-t-il.Dans une étude publiée mardi dans le journal eLife, les chercheurs décrivent de quelle manière ils ont connecté chirurgicalement le bout de doigt artificiel, bardé de capteurs, à des électrodes implantées dans le système nerveux périphérique du bras gauche de Sorenson. Ils estiment que leur invention pourrait accélérer le développement de prothèses équipées de systèmes de feedback sensoriel raffinés dans le futur. Cela permettrait à des patients de se réapproprier les sensations liées à la manipulation d'objets possédant un poids, une texture, une température spécifique, et ainsi de mieux maitriser leur environnement.Pour tester leur doigt bionique, les chercheurs ont choisi quatre sujets volontaires non amputés qui ont servi de contrôle pour analyser les sensations de Sorensen. Ils ont connecté le bout de doigt artificiel à une électrode inséré dans le nerf du bras. Le bout du doigt était ensuite déplacé le long d'une pièce de plastique faites de sections de texture lisses et de sections de texture rugueuse, ce qui permettait aux capteurs de produire « des patterns d'impulsions électriques qui stimulent le nerf, » expliquent-ils dans l'article.L'équipe a découvert que les volontaires du groupe contrôle étaient capables de discriminer entre les différentes textures 77% du temps. Sorensen, quant à lui, peut se vanter d'avoir identifié la bonne texte 96% du temps. Les chercheurs ont également comparé l'activité électrique du cerveau des non amputés avec celle de Sorensen par électroencéphalographie, et découvert que les mêmes régions du cerveau étaient activées chez les uns et chez les autres. Ces résultats confirment que les personnes amputées peuvent parfaitement distinguer différentes textures à l'aide d'un système artificiel, ce qui ouvre la voie à des études plus ambitieuses impliquant davantage de participants et des prototypes plus avancés de doigt bionique.Même si cette technologie n'en est qu'à ses débuts, il y a de grandes chances pour que les systèmes sensibles au toucher trouvent des applications en-dehors du domaine de la prothétique : robotique appliquée à chirurgie, secourisme, industrie. On pense par exemple à des robots de sauvetage humanoïdes possédants des capteurs au niveau des pieds afin d'évaluer sur quel type de terrain ils sont en train de progresser, ajustant leur équilibre de la manière la plus appropriée.
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