Lundi 27 octobre 2014.- Des scientifiques japonais ont réussi à «contourner» les voies neuronales inopérantes pour atteindre les ordres musculaires du cerveau. Cette technique de biocomputation pourrait permettre de retrouver de manière basique la capacité à parcourir des mouvements volontaires et conscients des jambes chez des personnes atteintes de certaines lésions médullaires.
La perte de mobilité dans les jambes des personnes atteintes de certaines lésions de la moelle épinière est généralement due à la coupure des voies neuronales qui relient le cerveau au centre de locomotion de la moelle épinière, tandis que les circuits neuronaux en dessous et au-dessus du point de la lésion conserve la plupart de ses fonctions.
Une connexion artificielle qui agit comme un «pont» en remplaçant le réseau neuronal perdu et en connectant le cerveau avec des circuits de la moelle épinière a le potentiel d'atténuer la perte de capacité locomotrice.
L'équipe de Yukio Nishimura et Shusaku Sasada, de l'Institut national des sciences physiologiques (NIPS), l'un des instituts nationaux des sciences naturelles (NINS) du Japon, et leurs collaborateurs de celui-ci et d'autres institutions japonaises, a réussi à établir un lien artificiel du cerveau au centre de locomotion dans la moelle épinière par «pontage», à l'aide d'une interface informatique. Cela a permis aux sujets de stimuler le centre de la locomotion médullaire en utilisant l'activité musculaire contrôlée par ces patients volontairement et consciemment, contrôlant ainsi les mouvements des jambes nécessaires à la marche.
Les réseaux neuronaux du centre de locomotion de la moelle épinière sont capables de produire des mouvements rythmiques, tels que ceux utilisés pour marcher ou nager, même lorsqu'ils sont isolés du cerveau. Le cerveau contrôle le centre de locomotion de la moelle épinière en envoyant des ordres pour démarrer, arrêter ou modifier la vitesse de marche. Dans la plupart des cas, la perte de cette connexion du cerveau au centre de locomotion provoque de graves problèmes lors de la marche.
Le groupe de recherche a conçu la nouvelle technique de pontage neuronal pour reconnecter le cerveau avec le centre de locomotion de la moelle épinière à l'aide d'un ordinateur, pour compenser les voies perdues, afin de permettre aux personnes atteintes de certaines lésions de la moelle épinière récupérer la capacité de marcher.
Puisque le mouvement du bras est associé au mouvement de la jambe lorsque nous marchons, les scientifiques ont utilisé l'activité musculaire de la première pour aider à transmettre les ordres musculaires appropriés aux jambes. L'interface informatique a permis aux sujets de contrôler un stimulateur magnétique qui régit le centre de locomotion de la moelle épinière, de manière non invasive, en utilisant une activité musculaire volontairement contrôlée, et ainsi générer dans les jambes les mouvements nécessaires pour marcher.
L'équipe Nishimura et Sasada espère que cette technologie, lorsqu'elle sera suffisamment mature, pourra compenser efficacement la fonction des voies interrompues, en envoyant les ordres nécessaires, générés volontairement et consciemment par le sujet dans votre cerveau, vers le centre de locomotion du moelle épinière, et ainsi permettre aux personnes atteintes de certaines lésions de la colonne vertébrale de récupérer, de manière élémentaire, la marche volontaire.
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La perte de mobilité dans les jambes des personnes atteintes de certaines lésions de la moelle épinière est généralement due à la coupure des voies neuronales qui relient le cerveau au centre de locomotion de la moelle épinière, tandis que les circuits neuronaux en dessous et au-dessus du point de la lésion conserve la plupart de ses fonctions.
Une connexion artificielle qui agit comme un «pont» en remplaçant le réseau neuronal perdu et en connectant le cerveau avec des circuits de la moelle épinière a le potentiel d'atténuer la perte de capacité locomotrice.
L'équipe de Yukio Nishimura et Shusaku Sasada, de l'Institut national des sciences physiologiques (NIPS), l'un des instituts nationaux des sciences naturelles (NINS) du Japon, et leurs collaborateurs de celui-ci et d'autres institutions japonaises, a réussi à établir un lien artificiel du cerveau au centre de locomotion dans la moelle épinière par «pontage», à l'aide d'une interface informatique. Cela a permis aux sujets de stimuler le centre de la locomotion médullaire en utilisant l'activité musculaire contrôlée par ces patients volontairement et consciemment, contrôlant ainsi les mouvements des jambes nécessaires à la marche.
Les réseaux neuronaux du centre de locomotion de la moelle épinière sont capables de produire des mouvements rythmiques, tels que ceux utilisés pour marcher ou nager, même lorsqu'ils sont isolés du cerveau. Le cerveau contrôle le centre de locomotion de la moelle épinière en envoyant des ordres pour démarrer, arrêter ou modifier la vitesse de marche. Dans la plupart des cas, la perte de cette connexion du cerveau au centre de locomotion provoque de graves problèmes lors de la marche.
Le groupe de recherche a conçu la nouvelle technique de pontage neuronal pour reconnecter le cerveau avec le centre de locomotion de la moelle épinière à l'aide d'un ordinateur, pour compenser les voies perdues, afin de permettre aux personnes atteintes de certaines lésions de la moelle épinière récupérer la capacité de marcher.
Puisque le mouvement du bras est associé au mouvement de la jambe lorsque nous marchons, les scientifiques ont utilisé l'activité musculaire de la première pour aider à transmettre les ordres musculaires appropriés aux jambes. L'interface informatique a permis aux sujets de contrôler un stimulateur magnétique qui régit le centre de locomotion de la moelle épinière, de manière non invasive, en utilisant une activité musculaire volontairement contrôlée, et ainsi générer dans les jambes les mouvements nécessaires pour marcher.
L'équipe Nishimura et Sasada espère que cette technologie, lorsqu'elle sera suffisamment mature, pourra compenser efficacement la fonction des voies interrompues, en envoyant les ordres nécessaires, générés volontairement et consciemment par le sujet dans votre cerveau, vers le centre de locomotion du moelle épinière, et ainsi permettre aux personnes atteintes de certaines lésions de la colonne vertébrale de récupérer, de manière élémentaire, la marche volontaire.
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