Une nouvelle jambe bionique redonne de l'agilité aux personnes amputées : « J'ai l'impression qu'elle fait partie de mon corps. »

Hugh Herr, un alpiniste adolescent, a perdu ses deux jambes il y a 43 ans après avoir gelé et subi des lésions tissulaires lors d'une ascension du mont Washington (New Hampshire, États-Unis). Cette tragédie personnelle a non seulement redéfini sa vie, mais aussi sa mission : transformer à jamais la technologie utilisée pour les amputés. Aujourd'hui, il est l'un des plus grands experts mondiaux en bionique ; il vient de dévoiler une avancée majeure qui brise un obstacle à la conception de prothèses, resté quasiment inchangé depuis des décennies. Enfin, une jambe bionique va au-delà de la simple restauration de la mobilité.

Cet ingénieur, lauréat du Prix Princesse des Asturies pour ses recherches en 2016 , dirige le développement de prothèses de jambe bioniques avancées imitant le mouvement humain, ainsi que d'orthèses de cheville et de pied, au Massachusetts Institute of Technology (MIT). Il marche, court et même grimpe à haute altitude grâce aux jambes bioniques qu'il a contribué à concevoir. Avec une équipe de scientifiques du MIT Yang Tan Collective , Herr a réussi à aller plus loin, avec une ambition qui, comme en montagne, vise toujours plus haut. Il a créé une prothèse bionique qui se connecte aux muscles et aux nerfs du corps ; elle permet aux personnes amputées au-dessus du genou de se déplacer avec une plus grande agilité qu'avec les dispositifs de rééducation traditionnels.

Le nouveau système, appelé prothèse mécano-neurale ostéo-intégrée (PMO), intègre un implant ancré au fémur et une interface myoneurale imitant le comportement des muscles, selon l'article scientifique publié aujourd'hui par Herr et son équipe dans la revue Science . Grâce à cette technologie, la personne amputée peut non seulement déplacer la prothèse avec une plus grande précision, mais aussi retrouver des sensations telles que la position ou le mouvement du membre perdu. « Notre prothèse est unique car elle est directement connectée à l'os et l'implant contient des câbles qui transmettent des signaux neuronaux », explique Herr lors d'une visioconférence avec EL PAÍS.

Il est rejoint par le jeune scientifique Tony Shu , dont les recherches doctorales ont façonné et servi de base à l'article récemment publié. « Lorsque j'ai rejoint le laboratoire du MIT, de nombreuses perspectives s'ouvraient, mais durant mon master et mon doctorat, nous avons fait de grands progrès », se souvient-il. Les essais cliniques ont porté sur deux personnes amputées au-dessus du genou. Au départ, les scientifiques étaient prudents, cherchant uniquement à restaurer la marche et la mobilité de base, mais au fil du temps, ils ont constaté que les participants étaient capables d'effectuer des tâches plus complexes.

Dans chaque cas, le système OMP a permis une mobilité supérieure dans divers mouvements des jambes en situation réelle. Les patients ont pu se déplacer avec un naturel qui semblait auparavant inaccessible, comme marcher sur un terrain accidenté, se lever d'une chaise en douceur ou taper dans un ballon . Même avec une seule articulation motorisée, les volontaires ont déclaré : « J'ai l'impression que la prothèse fait partie intégrante de mon corps. »

Imitez la puissance musculaire humaine

Le système est équipé de moteurs alimentés par des batteries lithium-ion. Cela permet à la prothèse motorisée de générer une force, facilitant ainsi des activités comme monter des escaliers. Ce résultat est obtenu en imitant la fonction musculaire, permettant des mouvements plus agiles et volontaires. « Nous avons été les premiers à intégrer la chirurgie neuromusculaire, un implant ostéointégré et un contrôleur robotique dans un seul système », explique Tony Shu.

L'une des principales limites de la prothèse est qu'elle n'implique que le genou . La jambe humaine est bien plus que cela, car la cheville et le pied effectuent également des mouvements complexes. « Elle n'inclut pas ces degrés de liberté supplémentaires », reconnaît le jeune chercheur.

Bien que l'invention rencontre encore certains défis, les chercheurs sont optimistes. Les systèmes qui s'intègrent directement au corps, comme l'OMP, qui relie os, muscles et nerfs, marquent peut-être le début d'une nouvelle génération de dispositifs. Un type de prothèse qui non seulement restaure la mobilité, mais restaure également une part essentielle de l'expérience humaine.

Pour Hugh Herr, le prochain défi consiste à perfectionner la lecture des signaux musculaires, car ils utilisent actuellement des électrodes implantées pour comprendre les intentions de l'utilisateur. « À l'avenir, nous prévoyons d'utiliser des capteurs magnétiques sur la peau », explique-t-il. L'objectif est de mesurer le mouvement et la force musculaires avec plus de précision.

« Si vous cherchez une analogie, pensez à la Formule 1 ou à l'exploration spatiale. Ces domaines repoussent les limites de la technologie, et ces avancées profitent ensuite au consommateur moyen. Nous ne pensons pas que cette prothèse sera un jour commercialisée, mais nous sommes convaincus que plusieurs de ses composants le seront », conclut Shu.