Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Science Translational Medicine, rapporte que deux macaques entraînés ont réussi pour la première fois à contrôler les deux bras d’un avatar par leur seule pensée, alors que jusqu’à présent, les interfaces cerveau-machine ne permettaient de mouvoir qu’un seul membre. Cette avancée ouvre la voie à de nouvelle génération de prothèses pour aider les personnes souffrant de paralysie à retrouver de la mobilité.

Pour réaliser cette prouesse, «l’activité électrique de centaines de cellules nerveuses (374 pour l’un des singes, et 497 chez l’autre) chez deux macaques rhésus» a été individualisée, «alors qu’ils s’entraînaient à déplacer les bras d’un avatar vers des cibles visibles sur un écran, à l’aide d’un joystick». Ce nombre record de cellules, jamais atteint à ce jour, a été interceptée dans différentes zones du cerveau des singes.

En enregistrant leur activité électrique, toutes les informations nécessaires à l’interface pour lui permettre de bouger les bras virtuels le plus précisément possible ont été fournies à partir d'un algorithme dédié. Les singes ont donc appris «à diriger les bras de l’avatar, d'abord en utilisant deux manettes de jeu, puis seulement par la pensée».

Ainsi, «après que les singes ont été habitués à cet exercice et récompensés par du jus de fruit à chaque réussite, leur tête a été équipée d’un dispositif à base d’électrodes visant à contrôler l’activation des neurones suivis: «bras immobilisés, il a fallu environ deux semaines avant qu’ils ne comprennent qu’ils pouvaient toujours contrôler les mouvements de l’avatar, mais cette fois par la pensée».

Une réorganisation (une plasticité) au niveau des neurones dans les zones du cerveau impliquées est apparue au cours de ces entraînements, a tel point qu'on peut affirmer que les macaques considèrent ces bras virtuels comme le prolongement de leur propre corps.

Comme «l’activité neuronale nécessaire au mouvement simultané des deux bras ne correspondait pas à la somme de celles obtenues pour la mobilité de chaque membre séparément», ce constat suggère «que l’unité neurologique du mouvement n’est pas le neurone, mais les réseaux qu’ils forment ensemble». Ces observations sont par conséquent très précieuses pour concevoir des prothèses complexes, touchant plusieurs membres à la fois.