Autour de la table, Guillaume Charvet et Philippe Ciuciu détaillent comment la fusion entre neurotechnologies, imagerie de pointe et intelligence artificielle offre aujourd’hui un espoir concret de rééducation fonctionnelle pour les patients.

Ce qu’il faut retenir

  • Une révolution médicale : les interfaces cerveau-machine ne servent plus seulement à compenser un handicap, mais deviennent des outils de rééducation. En couplant l’activité cérébrale à des effecteurs (exosquelettes, stimulateurs de la moelle épinière), les chercheurs visent à stimuler la neuroplasticité pour restaurer des fonctions motrices perdues.

  • Le rôle crucial de l’imagerie (IRM) : l’IRM à très haut champ (7 Tesla et 11,7 Tesla avec le projet Iseult) permet de cartographier le cerveau avec une précision inédite. Cela aide à identifier les zones périlésionnelles optimales pour implanter les neuroprothèses, car chaque cerveau réagit différemment après un AVC.

  • Le projet BrainSync : ce programme interdisciplinaire de 5 millions d’euros sur 5 ans vise à synchroniser l’intention de mouvement (décodée par l’IA) avec l’action physique. L’objectif est de démontrer, via des essais cliniques, que cette synchronisation peut « réentraîner » le cerveau et favoriser la récupération fonctionnelle des membres supérieurs.

Comprendre l’Interface Cerveau-Machine (ICM)

Une ICM se décompose en trois piliers essentiels : la mesure de l’activité électrique cérébrale, son décodage par des algorithmes d’intelligence artificielle, et enfin l’action via un système d’assistance (bras robotique, fauteuil roulant, ou même stimulation directe des muscles).

Guillaume Charvet utilise l’analogie d’un microphone pour expliquer les méthodes de capture : l’électroencéphalographie (EEG) capte un « bruit global » depuis la surface du crâne, tandis que la technologie Wimagine® du CEA, placée sur la dure-mère, permet de mesurer l’activité à la surface du cortex avec une précision spatiale et temporelle bien supérieure, sans pénétrer dans le tissu cérébral.

Des premières mondiales porteuses d’espoir

L’émission revient sur deux moments clés de la recherche :

  1. 2019 (Thibault) :le premier patient tétraplégique au monde à contrôler un exosquelette par la pensée, gérant plusieurs « degrés de liberté » simultanément (marcher, bouger les deux bras).

  2. 2023 (Gert-Jan) : grâce à une collaboration franco-suisse, ce patient paraplégique a pu marcher de nouveau de façon naturelle. L’interface traduit son intention de mouvement en signaux envoyés directement à un stimulateur placé sur sa moelle épinière, créant un « pont numérique ».

AVC : Le défi de la rééducation par l’IA

L’AVC est la première cause de handicap acquis chez l’adulte, avec 150 000 cas par an en France. La pathologie est une course contre la montre (« Time is Brain »), car 2 millions de neurones meurent chaque minute lors d’un infarctus cérébral.

Le projet BrainSync s’attaque à la phase chronique (6 mois après l’AVC). L’enjeu est de décoder l’intention de mouvement même si le membre ne bouge plus. Grâce à des algorithmes d’IA ultra-stables et rapides, il est possible de créer un modèle de décodage en seulement cinq minutes de données patient. Cette technologie vise à induire une neuroplasticité : en synchronisant la pensée et le mouvement assisté par un gant robotique, le cerveau pourrait recréer de nouvelles connexions synaptiques pour compenser les zones détruites.

Vers une utilisation quotidienne et industrielle

L’avenir de cette technologie passe par la miniaturisation et l’industrialisation. Le CEA travaille déjà sur l’intégration des algorithmes d’IA directement dans des circuits électroniques de la taille d’une pièce de monnaie, supprimant le besoin d’un ordinateur encombrant.

Un prototype de « casquette » intégrant une antenne permet déjà d’alimenter les implants sans fil et de transmettre les données en temps réel. Le transfert de cette technologie à des partenaires industriels, comme la société Onward Medical, est l’étape ultime pour que ces dispositifs quittent les laboratoires et entrent dans le quotidien des patients à domicile.