Une vision artificielle grâce à une prothèse rétinienne

Dans l’imaginaire collectif, redonner la vue à quelqu’un qui l’aurait perdu relève du mystère, voire du miracle. Et depuis toujours, recouvrer la vision fait partie de l’un des principaux défis scientifiques. Diego Ghezzi, à la tête de la Chaire Medtronic en neuro-ingénierie de la faculté des sciences et techniques de l’ingénieur de l’EPFL, en a fait un objectif bien concret. Depuis 2015 il développe une prothèse qui se place contre la rétine de l’œil. Ce dispositif fonctionne avec des lunettes intelligentes munies d’une caméra et d’un ordinateur. « Le but de l’appareil est d’obtenir une vision artificielle chez les personnes souffrant de cécité par des stimulations électriques de la rétine », explique Diego Ghezzi.

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Un ciel étoilé

La minicaméra, placée sur la monture des lunettes, capture des images dans son champ de vision, puis les transmet au mini-ordinateur situé sur l’une des branches. Enfin, l’ordinateur transforme ces données en signaux lumineux envoyés aux électrodes qui constituent la prothèse. Ces électrodes stimulent les cellules de la rétine. Le patient peut ainsi voir une image reproduite et simplifiée. Il ne perçoit pas la réalité, mais une image, en noir et blanc, composée de ces points lumineux. Ces derniers apparaissent lorsqu’une électrode du dispositif active la rétine. Si l’on en excite beaucoup, le patient doit apprendre à interpréter ces points lumineux et discerner des formes et objets. « En regardant le ciel de nuit, on distingue les étoiles sous forme de point lumineux, et en les identifiant on arrive à reconnaitre certaines constellations. Une personne aveugle perçoit le même genre d’image avec notre système », explique Diego Ghezzi.

Simuler les résultats

Seule ombre au tableau : cette technologie n’a pas encore pu être testée sur les humains. Pour accéder à cette dernière étape, il faut être certain des résultats. « Pour le moment, nous ne sommes pas autorisés à implanter notre dispositif sur des patients, car les certifications médicales prennent du temps, mais nous avons développé une méthodologie qui nous permet de le faire quand même, une sorte de raccourci », précise Diego Ghezzi. Son équipe a utilisé la réalité virtuelle afin d’imiter ce que les patients verraient avec la prothèse rétinienne. Leurs résultats sont publiés dans Communication Materials.

Champ visuel et résolution

Quand les spécialistes évoquent la vision, deux paramètres sont à prendre en compte : le champ visuel et la résolution. Les chercheurs ont voulu évaluer si ces deux éléments remplissaient tous les critères d’efficacité avec leur prothèse rétinienne. Cette dernière est munie de 10 500 électrodes générant chacun un point lumineux. « On s’est demandé si ce nombre était suffisant ou excessif. En effet, il s’avère important de trouver le juste milieu afin que l’image ne devienne pas confuse. Le patient doit pouvoir distinguer deux points proches l’un de l’autre sans les mélanger, et, en même temps, il faut proposer suffisamment de points pour que la résolution de l’image se révèle acceptable », indique le professeur.

Les scientifiques ont dû vérifier que chaque électrode de la prothèse générait bien un point lumineux. « Nous voulions être certains que deux électrodes ne stimulent pas la même partie de la rétine. Nous avons donc procédé à des tests électrophysiologiques qui consistent à enregistrer l'activité des cellules ganglionnaires de la rétine. Le résultat s’est avéré positif puisque nous avons eu la confirmations que chaque électrode active une partie différente de la rétine », indique Diego Ghezzi.

Mais comment savoir si cette résolution de 10 500 points lumineux est bonne ? Pour répondre à cette question, les chercheurs ont utilisé la réalité virtuelle afin de reconstituer ce qu’un patient pourrait percevoir avec la prothèse. « Ces simulations nous ont révélé que le nombre de points lumineux, et donc d’électrodes, s’avère raisonnable. Si on l’augmente ce nombre, le patient n’y gagnerait pas grand-chose en matière de définition », indique Diego Ghezzi.

Les scientifiques ont également effectué des expériences en conservant la même résolution, mais en changeant l’angle du champ de vision. « Nous avons commencé à 5 degrés et ouvert jusqu’à 45 degrés. Le point de saturation s’est révélé autour de 35 degrés. Au-delà, la performance de l’objet reste stable », explique Diego Ghezzi. Toutes ces expériences ont conforté les chercheurs dans le fait qu’ils n’avaient pas besoin d’améliorer les capacités de leur dispositif et qu’il est prêt à être testé cliniquement. Il faudra de la patience avant que cette technologie soit implantée dans les yeux des personnes aveugles. Recouvrer la vue relève encore du miracle.