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En guise d'introduction

18 janvier 2000
Christophe Jacquemin

68 électrodes dans le cortex pour donner une vision artificielle à un aveugle

Jerry, américain de 62 ans, aveugle depuis l'âge de 36 ans "voit" et reconnaît des lettres de six centimètres de haut à une distance d'un mètre cinquante (soit une vision de 20/400). Le secret : une micro-caméra reliée à un micro-ordinateur, lui même relié au cerveau du patient par le biais de 68 électrodes disposées à la surface du cortex cérébral responsable de la vision.
Fruit de recherches démarées il y une trentaine d'années, cet appareil réalisé par le Dobelle Institute de New-York et de Zurich représente le travail de plus de 300 scientifiques, ingénieurs et médecins qui ont participé à sa mise au point.

lunettes équipées d'une micro-caméra
© Photos  : Dobelle Institute

Les lunettes que porte Jerry sont équipées d'une caméra miniature (couplée à des senseurs à ultrason) reliée à un micro-ordinateur de quatre kilogrammeset demi porté à la hanche. Un télémètre miniaturisé, placé en haut de la tempe gauche, permet d'évaluer les distances.
Cet appareillage simplifie les images vidéo et les signaux indiquant la distance, et déclenche un second ordinateur qui transmet des impulsions à des électrodes de platine implantés sur le cortex.

Schéma général du dispositif

Vue aux rayons X des électrodes implantées derrière l'oreille droite

Les signaux sont transmis au cerveau par le biais de 68 électrodes insérées dans la boîte crânienne, derrière l'oreille droite.
Ces électrodes agissent sur certaines cellules du cerveau, qui ont pour fonction de percevoir les points de lumière. Ce sont elles qui nous indiquent la limite entre les zones claires et sombres.

Les 68 électrodes, faites de fils de platine de 1 millimètre de diamètre, dessinent un réseau hexagonal sur la feuille de platine qui les porte. Chaque électrode est reliée par un fil isolé par une gaine en téflon à un connecteur enfermé dans un boîtier en carbone, fixé sur le crâne et d'où part un câble branché sur l'ordinateur. Celui-ci reçoit les images captées par la microcaméra et les traite pour en extraire des signaux, adressés à chacune des électrodes. Ces dernières délivrent des impulsions électriques de 10 à 20 volts dans le lobe occipital droit. Pour produire une image, les électrodes reçoivent un train de six pulsations de 1 millisecondes chacune, à une fréquence de 30 Hz. Les essais ont montré qu'un rythme de quatre images par seconde donnait les meilleurs résultats, chaque électrode engendrant la création de un à quatre phospènes (points lumineux se détachant sur fond noir) très rapprochés.Ce sont ces points blancs sur fond noir, que l'aveugle apprend à "lire", lui procurant une acuité visuelle (restant cependant très faible), dans un champ de vision étroit, limité à  69 degrés, à cause du type de caméra employée. Ce qui n'a pas empêché Jerry de pouvoir se déplacer dans un environnement non familier, y compris dans le métro de New-York. Avec ce système, Jerry est capable, par exemple, de compter les doigts d'une main.
Avec de nouvelles améliorations, dont un plus grand nombre d'électrodes (qui permettrait d'améliorer la résolution) et des ordinateurs plus puissants, le système pourrait fournir un traitement pour la plupart des cécités de l'enfant et de l'adulte. Il pourrait par ailleurs être utile pour des personnes dont la vue est très basse car le cerveau des voyants répond aux mêmes stimulations que celui des aveugles.

Les travaux menés par l'Institut Dobelle ont démarré depuis plus de 20 ans. En 1978, cet aveugle a déjà reçu un implant dans son cerveau. Les résulats enregistrés aujourd'hui ont été obtenus avec la cinquième génération de ce dispositif (implants aujourd'hui en platine, dernier progrès de l'électronique....) Quelques exemplaires de ce système de vision artificielle devraient être commercialisés  pour la fin de cette année. Les implants rétiniens constituent également une belle voie de recherche dans le domaine. Une équipe de Francfort travaille sur l'animal : le signal est transmis à la rétine dans laquelle est implantée une puce.

Une prothèse visuelle électronique connectée au nerf optique d'une aveugle (3 avril 2000)
Une rétine électronique pour les aveugles? (4 juillet 2000)
 






 

 

 

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