Quand l’humain augmenté répare le handicap

Ils sont une ving­taine aujourd’hui dans cette salle de sport un peu par­ti­c­ulière, à s’entraîner sur des vélos et des rameurs sta­tion­naires. Par­tic­u­lar­ité : tous — et toutes — sont en sit­u­a­tion de hand­i­cap, et leurs jambes ou leurs bras sont cen­sés ne plus pou­voir faire aucun mou­ve­ment. Pour­tant, grâce à l’électrostimulation, leurs mus­cles répon­dent à nouveau.

Vance Berg­eron, directeur de recherche au lab­o­ra­toire de physique de l’ENS de Lyon, lui-même tétraplégique suite à un acci­dent de vélo, est à l’origine de la salle S.P.O.R.T (« stim­u­lat­ing peo­ple and orga­niz­ing Recre­ation­al Ther­a­pies » en anglais), créée en 2018 par l’association ANTS (acronyme anglais pour « Sport et Thérapies Neu­ro-réé­d­uca­tives Avancées » en anglais).

« Cette idée de stim­uler élec­trique­ment les mus­cles n’est pas nou­velle, explique Vance Berg­eron. C’est d’ailleurs un français, le doc­teur Duchenne de Boulogne, qui a étudié la phys­i­olo­gie des mou­ve­ments à l’aide de l’expérimentation élec­trique, dans un ouvrage de 1867 resté de référence ! Le développe­ment des exosquelettes est plus tardif, il a com­mencé dans les années 50, mais les recherch­es ont stag­né jusqu’au boom des semi-con­duc­teurs et de l’électronique dans les années 90 ».

Le Japon est alors en tête sur ce sujet, les exosquelettes appa­rais­sant comme un bon moyen d’accompagner une pop­u­la­tion vieil­lis­sante. Tan­dis que les États-Unis se con­cen­trent plutôt sur les appli­ca­tions mil­i­taires. Reste à mari­er les deux tech­nolo­gies, exosquelette et stim­u­la­tion élec­trique. Ce qui sera ini­tié par la société Cli­natec, fondée en 2006 par le Pr Alim-Louis Ben­abid, neu­rochirurgien à Greno­ble. En con­ce­vant un dis­posi­tif implantable qui per­met de recueil­lir les sig­naux cérébraux émis lors de l’intention de mou­ve­ment d’une per­son­ne, les chercheurs de Cli­natec espèrent don­ner aux per­son­nes tétraplégiques la pos­si­bil­ité de pilot­er men­tale­ment un robot exosquelette pour marcher et manip­uler des objets.

C’est le même espoir qui guide Gré­goire Cour­tine, neu­ro­sci­en­tifique à l’École poly­tech­nique fédérale de Lau­sanne (EPFL), qui vient de tester la pos­si­bil­ité de faire remarcher des tétraplégiques en leur implan­tant un neu­rostim­u­la­teur car­diaque dans l’abdomen et des élec­trodes sur la moelle épinière (voir encadré). Mais ces dis­posi­tifs sont très invasifs pour des résul­tats encore incer­tains. Tan­dis que le main­tien d’une activ­ité physique pour les per­son­nes en sit­u­a­tion de hand­i­cap est immé­di­ate­ment béné­fique et sans dan­ger. « La stim­u­la­tion des mem­bres lésés per­met de lut­ter effi­cace­ment con­tre le risque de com­pli­ca­tions sec­ondaires pou­vant appa­raître suite à une blessure de la moelle épinière, explique Vance Berg­eron, qu’elle soit causée par un acci­dent ou par un AVC »

Suite à son acci­dent, ce chercheur a donc réori­en­té l’activité de son lab­o­ra­toire pour met­tre au point un vélo d’électrostimulation. Le principe est le suiv­ant : le mou­ve­ment de pédalage est recréé via des élec­trodes de sur­face non inva­sives, sim­ple­ment posées sur les jambes de la per­son­ne paralysée. Un courant élec­trique stim­ule les nerfs moteurs afin de déclencher des con­trac­tionsmus­cu­laires, dans un ordre per­me­t­tant à la per­son­ne paralysée de pédaler à nou­veau. « On prévient ain­si dif­férents risques physiques, comme les escar­res, la déminéral­i­sa­tion osseuse, les trou­bles de la cir­cu­la­tion san­guine, pour­suit Vance Berg­eron. Mais l’électrostimulation a aus­si un impact psy­chologique : con­serv­er un vol­ume mus­cu­laire per­met d’avoir une meilleure image cor­porelle de soi et facilite les mou­ve­ments quo­ti­di­ens, notam­ment les trans­ferts depuis le fau­teuil qui deman­dent de gros efforts physiques ».

Enfin, se retrou­ver dans un lieu col­lec­tif, comme une salle de sport, facilite la réin­ser­tion sociale, dimin­ue l’isolement, et donc les risques de dépres­sion. Deux vélos et un rameur sont aujourd’hui mis à dis­po­si­tion dans cette salle tou­jours unique en France. Mais le prob­lème de ces dis­posi­tifs d’électrostimulation, c’est qu’ils entraî­nent une impor­tante fatigue des mus­cles. « Lorsqu’un marathonien s’entraîne, il utilise des mus­cles dif­férents de ceux aux­quels a recourt le sprint­er, pré­cise Vance Berg­eron. Nous essayons au lab­o­ra­toire de voir com­ment nous pou­vons cibler cer­tains mus­cles, ne pas tous les sol­liciter en même temps ».

Le lab­o­ra­toire tra­vaille égale­ment à l’amélioration des matériels, avec un sys­tème Blue­tooth qui per­me­t­trait de se débar­rass­er des fils, en inté­grant les élec­trodes dans les vête­ments. Enfin, l’objectif est de pro­pos­er du matériel com­péti­tif sur le plan financier. « Le pre­mier vélo conçu pour l’électrostimulation que j’ai importé des USA et adap­té en France coû­tait 30 000 euros ! Là je coopère avec une société alle­mande pour un mod­èle acces­si­ble au pub­lic, aux alen­tours de 2000 euros ».

Demain, quel matériel sera util­isé par les per­son­nes en sit­u­a­tion de hand­i­cap ? Les exosquelettes per­me­t­tent certes de se tenir debout, mais même en ver­sion non inva­sive, ils sont très lourds, et leur temps d’utilisation est lim­ité par leur bat­terie. À côté, l’usage de l’électrostimulation est sim­plis­sime, quelques watts suff­isent pour faire fonc­tion­ner le dispositif…

*Sen­sorStim Neu­rotech­nol­o­gy GmbH