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Les technologies du futur La médecine à l'ère numérique (III) Les greffes et les prothèses C'est en médecine que la révolution technologique est la plus rapide et la plus émouvante. Les "miracles" de la médecine concernent les thérapies et notamment les greffes de nombreux organes (rein, coeur, poumon, foie, etc) et tissus corporels (peau et partie du visage), y compris les organes des sens (oreille, oeil, nerf) et les fonctions biomécaniques (mâchoires, articulations, pied, main) sans parler des greffes de cheveux parmi d'autres prouesses médicales. Les greffes d'organes et de tissus ainsi que les prothèses peuvent pallier de nombreuses déficiences. Nous avons fait du chemin depuis que le professeur Christiaan Barnard réalisa la première greffe de rein en 1954 et la première transplantation cardiaque en 1967.
Parmi les greffes très ordinaires, beaucoup d'adultes ont par exemple dans leur mâchoire une ou plusieurs couronnes ou un bridge implanté sur une vis en titane qui remplace la racine dentaire et supplante définitivement le dentier. La bioélectronique et les prothèses pilotées par ordinateur sont également entrées en force dans les nouvelles thérapies ainsi qu'en témoige le graphique présenté à gauche. Plus d'un handicapé vivent aujourd'hui avec des implants dans la tête, dans la poitrine, dans l'abdomen ou dans les membres. Ces appareils pas plus grands qu'une boîte d'allumettes sont constitués d'un microprocesseur, d'un électrostimulateur ou de fils de silicium reliés à leurs nerfs. En 2000, le Dr Wolfgang Wagner de la clinique ORL de l'Université de Tübingen en Allemagne a fixé un implant cochléaire (auditif) sur le tron cérébral (ITC) de Gerald Zschornbak qui a pu à nouveau percevoir des sons. Si la prouesse chirurgicale reste entière, paradoxalement ce genre d'intervention tend à se banaliser et fait de moins en moins la une des médias. Cette solution est particulièrement efficace chez les enfants. Chez les adultes, dans un tiers des cas, cet implant cochléaire permet au patient de suivre normalement une conversation, tandis que les autres constatent une amélioration de leur compréhension. Concernant les lésions de la rétine, le professeur Eberhart Zrenner de l'Hôpital de l'Oeil de l'Université de Tübingen étudie la possibilité de greffer un processeur de 3 mm de côté sur les cellules postérieures de la rétine. A l'Université de Boon, le professeur Rolf Eckmiller de la Division de Neuroinformatique développe un système de vision artificiel basé sur une caméra fixée sur des lunettes relié à un ordinateur et une puce également greffée sur la rétine du patient. Demain, les Pr Zrenner et Eckmiller vont peut-être rendre la vue aux non-voyants. Enfin, en mars 2000, le professeur Pierre Rabischong du CHU de Montpellier (unité 103 de l'INSERM, centre de traitement et de réadaptation pour tétraplégique Propara) a permis au Strasbourgeois Marc Merger devenu paraplégique suite à un accident de voiture, de sortir de son fauteuil roulant, de bouger ses jambes et de faire quelques pas aidé de simples béquilles.
Il y a 2000 ans, Jésus dit au paralytique "Lève-toi et marche". Voici qu'aujourd'hui la médecine en fait presque autant ! D'obédiance catholique, Marc Merger s'est donc senti doublement concerné par cet ordre et en fit le titre de son livre relatant son aventure médicale. Car c'est bien l'aventure d'une science en mouvement qu'il nous relate. Le "miracle" a été permis grâce à des neuroprothèses et un électrostimulateur tel celui présenté à droite constitué d'une puce implantée dans l'abdomen du patient lui permettant de stimuler les muscles de ses jambes qui ne recoivent plus d'impulsions nerveuses. Quand le document a été présenté à la télévision, la prouesse technique en a ému plus d'un, notamment en pensant à tous les handicapés moteurs et en particulier à Christopher Reeves, le héro de "Superman" (1978) qui était alors cloué dans son fauteuil roulant suite à un accident de cheval survenu en 1995. Rappelons que Reeves et son épouse Dana ont encouragé la recherche sur la réparation de la moelle épinière à travers leur fondation Paralysis. Reeves nous quitta en 2004 sans jamais avoir pu remarcher et son épouse en 2006. Le Pr Rabischong tient à préciser que le coût de l'opération de Marc Mergner revient à environ 30000 euros et fut pris en charge par une aide de l'Union Européenne. Cette opération représente aujourd'hui la seule technique permettant à quelques paraplégiques de tenir sur leur deux jambes. Mais que cela ne va pas encore les transformer en marcheur ordinaire. Aujourd'hui, les médecins pensent miniaturiser le dispositif et supprimer les cables extérieurs notamment qui le relie à l'ordinateur, mais, faute de sponsors, Marc Merger doit reporter l'opération en raison du prix prohibitif du prototype qui n'est remboursé par aucune forme de fond social, pas plus que la rééducation. En attendant, d'autres handicapés moteurs peuvent déjà profiter de la première génération d'électrostimulateurs. La médecine bionique Si d'un côté l'évolution de la médecine moderne tend résolument vers l'abandon des prothèses au profit de la réhabilisation des organes lésés (notamment par les progrès réalisés dans l'étude des cellules souches et la culture de tissus), une autre voie prometteuse est celle de la médecine bionique. Le crochet au bout du bras, le bâton en guise de pied ou le bandeau sur l'oeil meurtri n'existe que dans les histoires de pirates. Et pourtant, en ces domaines, les prothèses artificielles et les greffes laissent encore à désirer au point que beaucoup d'amputés les jugent trop lourdes, trop rigides ou inesthétiques pour les utiliser quotidiennement. Aujourd'hui, si les chirurgiens cherchent encore à greffer des mains sur des moignons justes sectionnés ou greffent des cultures de peau sur des grands brûlés, pour les victimes d'amputation remontant à plusieurs années, les neurochirurgiens visent la solution radicale : grâce à la cybernétique, ils envisagent de plus en plus remplacer le membre manquant par sa version artificielle et si possible bionique. Si "L'homme qui valait 3 milliards" (1973-78) fit rêver toute une génération, aujourd'hui encore, c'est une chimère qui n'existe qu'au cinéma (bien que Lee Majors ait un genoux artificiel), alors que la première femme bionique existe déjà ! A voir : Un bras bionique pour les vétérans d'Irak (PBS)
En effet, tout a commencé par les travaux précurseurs du professeur John Chapin alors à l'Ecole de Médecine de Philadelphie et de Miguel Nicolelis de la Duke University. Leur but initial était de capter les informations transmises par le bras d'un singe à sa main au moyen d'électrodes placés dans le cerveau de l'animal. Le singe voyait sur un écran les aliments qu'il souhaitait attraper et pouvait commander à 1000 km de distance (par Internet) les mouvements d'un bras robotique. Plus récemment, le professeur John Donoghue et son équipe du Département de neurosciences de la Brown University ont mis au point une interface bionique (cerveau-infiormatique) permettant à un tétraplégique, Matt Nagle, de contrôler son environnement directement par son cerveau. Pour la première fois, l'homme a inventé une interface capable de transformer la pensée en action ! Comme beaucoup de chercheurs, John Donoghue a été très sensible au calvaire et au combat de Christopher Reeves. La spinoff Cyberkinetics qu'il a créé travaille actuellement sur un dispositif capable de régénérer des fibres nerveuses afin de restaurer les sensations tactiles et le mouvement chez les personnes victimes d'une lésion de la moelle épinière. Enfin en 2006, les chercheurs du Rehabilitation Institute de Chicago (RIC) ont redonné le sourire à Claudia Mitchell, une jeune américaine amputée d'un bras. Ils lui ont permis de contrôler son bras bionique par la pensée (voir ci-dessus) ! Claudia Mitchell est devenue la première femme bionique ! Doté de six servomoteurs, son bras artificiel est relié à certains nerfs pectoraux de la jeune femme qui peut ainsi le contrôler. Inversement, elle ressent quelque chose un effet quand une pression est exercée sur sa main bionique. Un bras encore plus perfectionné de 2eme génération a été élaboré par une équipe internationale de chercheurs sous l'égide du Laboratoire de Physique Appliquée (APL) de l'Université Johns Hopkins. Ce bras bionique présenté ci-dessous a été proposé à l'ingénieur Jonathan Kuniholm, qui perdit son avant-bras droit en 2005, alors qu'il servait dans le corps des Marines en Irak. Ce prototype utilise des capteurs myoélectriques de la taille d'un grain de riz, des IMES (Injectable MyoElectric Sensors), développés par Robert Weir du RIC afin de rendre le bras plus compact. A lire : La nouvelle génération de bras bionique
Toutefois le système n'est pas encore parfait car les électrodes sont encore un peu volumineux, les mouvements ne sont pas encore assez fluides et le bras dépend d'une alimentation externe. L'APL prévoit déjà de l'améliorer dans un 3eme prototype qui devrait être finalisé en 2009. Il devrait permettre au porteur de ressentir des perceptions tactiles. Au delà de l'événement chirurgical et médiatique, ces deux bras artificiels donnent de l'espoir à tous les vétérans revenus de la guerre, et notamment d'Irak et victimes d'amputation. De la réalité à la fiction Si ces étonnantes prothèses bioniques nous font déjà imaginer des jambes, des bras et des mains articulées à la puissance décuplée, de grâce ne faites pas l'amalgame entre les prothèses conçues pour les handicapés moteurs, qu'il s'agisse de Claudia Mitchell, Marc Mergner ou de Stephen Hawking et les cyborgs et autres robots doté d'intelligence artificielle (IA). Entre notre réalité et la fiction présentée au cinéma, il n'y a rien de commun. Certes tout est artificiel à Hollywood mais il faut comprendre... truqué. Il y a un gouffre technologique et temporel entre ce que nous pouvons et ce que nous voudrions faire en matière de bionique et de cybernétique, un gouffre que nous ne comblerons peut-être pas avant plusieurs générations voire plusieurs siècles. Les prothèses bioniques sont encore très loin de la souplesse des cyborgs qui déambulent nonchalamment dans Star Trek ou des androïdes (robots) belliqueux de Star Wars ou Terminator.
Mais parler d'intelligence artificielle à propos d'une prothèse bionique nous éloigne très rapidement de notre sujet qui n'a d'intelligence que celle du programme que l'informaticien ou le cybernéticien a stocké dans la mémoire de sa puce électronique. Du reste, il n'est pas certain que notre société soit prête à accepter la présence de créatures disposant d'intelligence artificielle parmi nous. En effet, la plupart des chercheurs en IA pensent que si les gens accepteront facilement des implants bioniques, y compris dans le cerveau, ils n'accepteront jamais de confier leur conscience à un support artificiel ou d'être influencés inconsciemment par des informations venues de l'extérieur. "L'unité carbone" a encore un bel avenir. Jusqu'où la Science peut-elle aller trop loin ? On ne peut le dire franchement sans mettre d'obstacles au progrès, n'en conviennent aux plus conservateurs. Mais l'éthique a un rôle certain à jouer dans cette aventure. Notre société doit avoir des garde-fous et définir clairement les limites entre l'imagination et la folie, la rationnalité et la démagogie, la science et la fiction, le progrès et la décadence. Prochain chapitre
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