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Coupe du monde de football : l'exosquelette donne le coup d'envoi

C'est un exosquelette motorisé créé par une équipe de 156 chercheurs du monde entier, dirigée par le médecin brésilien Miguel Nicolelis, qui donnera le coup d'envoi de la coupe du monde de Football lors de la cérémonie d'ouverture du Mondial de football le 12 juin prochain dans le stade de l'Arena Corinthians à Sao Paulo. Une grande première après 30 années de travail, d'innombrables tests cliniques et plus de 200 publications scientifiques préalables.

Le premier exosquelette commandé par la pensée et permettant à une personne paralysée de se déplacer sera donc opérationnel. Un exosquelette qui enveloppera les jambes d'un handicapé et sera commandé par des signaux électriques provenant de son cerveau. Ils seront transmis sans fil à un petit ordinateur (placé dans un sac à dos), qui les traduira en commandes motrices : à l'entrée sur le terrain, l'exosquelette stabilisera le corps du tireur, puis coordonnera les mouvements des jambes robotiques. Lorsqu'il sera correctement placé, le tireur devra penser à son pied tapant le ballon. Trois cents millisecondes plus tard, des signaux cérébraux donneront au pied robotique de l'exosquelette l'ordre de frapper la sphère de cuir.

"C'est la première fois qu'un exosquelette (ou squelette externe) est contrôlé par l'activité cérébrale et offre un feedback aux patients", déclare à l'AFP le neurologue.

Miguel Nicolelis, professeur à l'université américaine de Duke en Caroline du nord (USA) et à l'Institut des neurosciences de Natal (Brésil), a commencé ses recherches en 1984 pour rendre la mobilité à des patients ayant la moelle épinière endommagée. Il préparait alors sa thèse de doctorat sur les connexions neuronales responsables du contrôle des mouvements.
A l'époque, il était à cent lieues d'imaginer que ses études prendraient vie sur un terrain de football, et encore moins lors du coup d'envoi d'une Coupe du monde dans son propre pays.

L'exosquelette qui portera le patient choisi pour la démonstration fonctionne donc en obéissant à des ordres moteurs de son propre cerveau.
Ces ordres permettent à ses jambes inertes, en raison d'une lésion à la moelle épinière, de pouvoir remarcher. Mais pas seulement : une série de circuits électroniques situés dans les pieds du squelette lui permet de recevoir des sensations grâce à "une peau artificielle" installée sur son bras.
Ainsi, la personne paralysée arrive non seulement à marcher mais aussi à sentir qu'elle marche.

"L'idée est née en 2002 quand nous avons commencé à construire des pièces robotiques dans le but de monter un exosquelette", explique le médecin. Début 2009, deux ans après la désignation du Brésil comme pays organisateur du Mondial-2014, on m'a demandé des idées pour montrer un Brésil différent de celui des clichés. J'ai alors suggéré de faire une démonstration scientifique pour montrer que le Brésil investit dans la science et a les ressources humaines pour faire autre chose que du football".

Il y a quelques années, Miguel Nicolelis formait un premier robot à lire les activités neuronoles grâce à une grille d'électrodes implantée dans le cerveau d'un petit primate et à inférer les intentions du mouvement de l'animal, puis à exécuter les actions correspondantes à sa place. Ses recherches ont ouvert la voie à la neuro-robotique et à ses applications thérapeutiques. Car les recherches actuelles permettent désormais de reconstruire l'expérience personnelle d'un individu à partir de l'activité de son cerveau. Ainsi, l'imagerie cérébrale permet de déceler à l'échelle individuelle, et non plus d'un groupe, l'existence de biais inconscients ou l'énoncé d'un mensonge, par exemple.

Depuis qu'il est arrivé à Sao Paulo fin mars, pour mettre au point les derniers détails de sa présentation, M. Nicolelis reconnaît que ni lui, ni son équipe de 40 personnes n'ont pratiquement quitté le laboratoire.
Ce qui est sûr, c'est qu'aucun d'eux n'oubliera le 29 avril, quand le premier patient sélectionné pour l'étude a réussi à faire ses premiers pas avec le "BRA-Santos Dumont", nom donné à l'exosquelette.
Les jours suivants, sept autres patients, âgés de 20 à 40 ans, participant au projet "Marcher à nouveau", ont fait leurs premiers pas.

Ce coup d'envoi du mondial  "est un geste symbolique qui va permettre de couronner 30 ans de travail et de le montrer au monde de façon optimiste en une minute pour redonner espoir aux gens. Nous allons réaliser un exploit : apporter la science sur un terrain de foot", souligne-t-il.

Un tel événement marquera une étape importante dans la lutte contre la paralysie. Il montrera à plusieurs milliards d'individus que la commande de machines par le cerveau a quitté le stade des démonstrations de laboratoire et de la science-fiction pour entrer dans une ère nouvelle, où elle rendra une certaine mobilité à des personnes handicapées.
Les dispositifs neuroprothétiques – ou interfaces cerveau-machine – ne se limiteront pas à l'aide aux personnes handicapées : ils permettront d'explorer le monde de façon nouvelle, en accroissant les capacités sensorielles et motrices.

Mais de nombreuses voix scientifiques ont critiqué M. Nicolelis qui a troqué les publications spécialisées pour écrire dans les grands médias -on peut suivre ses progrès sur Facebook au jour le jour-, et l'anonymat d'un laboratoire pour un terrain de foot.
D'autres ont ouvert une action en justice sur le bien-fondé des fonds alloués par le gouvernement brésilien.
"L'investissement est le même avec ou sans Coupe du monde. Nous avons reçu 14 millions de dollars du gouvernement au cours des deux dernières années. C'est environ quatre ou cinq fois moins que ce que le gouvernement américain investit dans un bras mécanique", compare le scientifique.

Pour l'heure, plus de 65.000 supporters de l'Arena Corinthians et au moins un milliard de téléspectateurs du monde suivront de près les pas du BRA-Santos Dumont le 12 juin prochain. 

© 2014 AFP

(1) Photo d'archives non datée d'un ballon devant un exosquelette dans le laboratoire du médecin brésilien Miguel Nicolelis à Sao Paulo
(2) Photo d’archives non datée du médecin brésilien Miguel Nicolelis dans son laboratoire à Sao Paulo  - © afp.com 

-Livre "Objectif Télépathie" de Miguel Nicolelis - Edition Flammarion 2013