Une première scientifique en Espagne rend temporairement la vue à une femme aveugle

Bernadeta Gómez était enseignante en biologie dans un établissement scolaire de Valence quand, il y a 16 ans, une septicémie l’a rendue aveugle. Aujourd’hui, à l’âge de 57 ans, un implant cérébral lui a permis de percevoir des motifs et de reconnaître certaines lettres de l’alphabet. Elle a même pu jouer à une version simplifiée du Pacman. Le dispositif, conçu par des scientifiques de l’Université Miguel Hernández d’Elche (UMH) et composé d’une centaine d’électrodes, a été placé dans la région du cerveau responsable de la vision. C’est la première fois que cette technologie est utilisée sur une personne aveugle. La cécité de l’ancienne enseignante est revenue une fois que le mécanisme a été débranché, mais l’expérience se poursuit sur de nouveaux bénévoles, pour aller plus loin. « L’implantation a eu lieu le lundi 22 octobre 2018. Le mardi, nous commencions déjà l’expérience », se souvient Mme Gómez. « Durant les trois premiers mois prévus pour l’expérience, nous n’avons pas beaucoup progressé, mais j’ai insisté pour qu’elle soit prolongée. C’est là que j’ai commencé à voir des changements d’intensité. Je commençais à voir comme des paillettes très lumineuses et, selon les variations dans les paramètres, je les voyais plus ou moins nettes, plus ou moins grandes, etc. », ajoute-t-elle. Ce que Mme Gómez appelle des « paillettes », ce sont des phosphènes, un phénomène visuel qui correspond à des flashs ou points lumineux. Quiconque frotte ses paupières avec vigueur peut en voir en abondance en fermant les yeux. Chez les aveugles, ils sont courants et souvent aléatoires. Dans le cas de l’ancienne enseignante, ils apparaissaient en présence d’un son fort ou lors d’un sursaut, mais aussi de manière spontanée. Eduardo Fernández, directeur du Groupe de Neuro-ingénierie biomédicale de l’Institut de Bioingénierie de l’UMH, explique que les phosphènes apparaissent comme un point spécifique dans l’espace visuel. « La rétine trace une sorte de carte dans le cortex cérébral qui se connecte au champ visuel. Cette carte rétinotopique avait été étudiée chez des personnes voyantes : vous stimulez une zone donnée et vous voyez quelque chose de concret, et non autre chose. Nous avons été surpris que ces prédictions s’avèrent totalement chez une personne aveugle. La carte est toujours présente », précise-t-il. Le problème rencontré avec l’enseignante est que parfois, les phosphènes sont survenus par stimulation du cortex occipital droit (derrière l’oreille, en partie supérieure), siège de la vision, et parfois spontanément. « Les scientifiques ont navigué à l’aveugle, autant que moi », plaisante Mme Gómez. « Une expérience totale » Cette étude, à laquelle ont participé des scientifiques de l’Université d’Alicante mais aussi de l’Institut de Neuroscience des Pays-Bas et de l’Université de l’Utah (Etats-Unis), est pionnière à bien des égards. Le mode opératoire consistait à insérer une plaque contentant 96 électrodes dans le cerveau, chacune d’entre elles d’une longueur de 1,5 millimètre et d’un diamètre de 80 microns. « Elles reflètent la taille des neurones avec lesquels nous souhaitons communiquer », explique Eduardo Fernández. Les neuroscientifiques testent ces plaques depuis plusieurs années sur des personnes paralysées ou dans l’incapacité de s’exprimer. « C’est la première fois qu’on réalise un implant dans la zone de la vision du cerveau et chez une personne aveugle », souligne le chercheur de l’UMH. De plus, les électrodes envoient non seulement des signaux électriques, mais elles collectent également la réponse neuronale, qu’elles envoient à un système externe. Cela aussi est une véritable nouveauté. Tous les détails de l’étude ont été publiés dans la dernière édition de la revue scientifique The Journal of Clinical Investigations . Une rétine artificielle (processeur d’images similaire à une caméra, monté sur des lunettes conventionnelles) a parachevé le système. L’objectif était de transformer le stimulus optique en stimulus électrique, ce qui active le cerveau. Contrairement à d’autres approches dont le but est de retrouver une vision dans l’œil comme l’optogénétique, « ici, nous avons contourné l’œil », explique le responsable de projet. Les yeux de la patiente ne pouvaient pas percevoir même la lumière. Au début, les chercheurs ont activé les électrodes une par une. Ils ont donc provoqué l’apparition d’un seul phosphène. La professeure de biologie se souvient d’avoir dit : « Je vois un point. » Au fur et à mesure que le cerveau de Mme Gómez s’entraînait, la complexité de la stimulation a été renforcée, augmentant le nombre d’électrodes activées simultanément. « Ils ont compliqué les choses et j’ai commencé à voir des barres étroites, larges et carrées… Et puis, j’ai appris à distinguer les motifs : j’en suis venue à percevoir un visage humain et la tête d’un chien », dit-elle. « J’ai même réussi à jouer à une version simplifiée du Pacman, où je devais éviter de me laisser attraper. Ce fut une expérience, pour ainsi dire, totale. Les mots ne me viennent pas tellement c’était incroyable », déclare-t-elle. Pour ce qui est de la détection des motifs et des formes, la patiente est passée d’un pourcentage de succès de 81,4 % à 100 %. Au cours du dernier des six mois de l’expérience, l’analyse est allée plus loin, étudiant la perception des lettres en utilisant l’activation simultanée de 16 électrodes. Mme Gómez a pu distinguer certaines lettres, telles que le L, le C, le V ou le O, avec 70 % de réussite. Mais on n’a pas pu induire la perception de tout l’alphabet et les scientifiques ne savent pas pourquoi. « Une étape importante » Presque tout dans le cadre de ces recherches étant nouveau, il n’existait aucun précédent avec lequel comparer. Par exemple, le signal électrique a été ajusté pour identifier le seuil nécessaire pour obtenir une réponse du cerveau de l’enseignante. Les premières tentatives de stimuler le cerveau pour que les aveugles retrouvent au moins une partie de leur vision remontent aux années 1970. Mais il s’est toujours agi d’une stimulation extérieure. Dans le cas présent, les électrodes ont été implantées directement dans le cerveau. Contrairement aux systèmes d’électrodes placées sur le cuir chevelu qui fonctionnent dans la gamme des milliampères, ces implants directs abaissent l’ampérage de plusieurs ordres de grandeur. La proximité permet une résolution plus élevée avec moins d’énergie, mais il a fallu l’affiner pour éviter une stimulation excessive. Le seuil moyen des stimuli atteignait ainsi 66,8 micro-ampères. Pour Jaume Català, ophtalmologiste des hôpitaux catalans Sant Joan de Déu et Bellvitge, les résultats de cette recherche représentent « une étape importante dans la vision artificielle avec stimulation corticale ». Puis, refrénant son enthousiasme, il précise : « Il s’agit d’un cas individuel et d’une étude pilote. » Pour lui, « cette approche permettra de proposer des solutions possibles chez les patients qui, à un moment donné, étaient voyants mais ont complètement perdu la vue, par des altérations soit de la rétine, soit du nerf optique ». « Mais », précise-t-il, « le cortex visuel doit être fonctionnel. Nous sommes encore loin d’atteindre une vision fonctionnelle, tant du fait de la durée des implants que de leur prévisibilité, sans compter la nécessité d’étudier et de mieux connaître la complexité et les multiples voies des zones visuelles de la région corticale », rappelle-t-il. Il reste du chemin à accomplir Ce travail montre également l’étendue de la tâche qui reste à accomplir. Pour que des personnes comme Mme Gómez puissent profiter des résultats de ces recherches, plusieurs problèmes doivent encore être résolus. L’un d’entre eux est le nombre d’électrodes. Les 96 utilisées ici représentent un carré de 4x4 millimètres, mais elles devraient voir leur nombre considérablement augmenter. L’équipe du professeur Fernández a publié dans le magazine Science une expérience dans laquelle a été utilisée une plaque portant 1.024 électrodes pour étudier la réponse cérébrale sur des singes voyants, précise le neuroscientifique. Autre obstacle : le fait que la patiente devait être connectée à une unité centrale lors de sa participation aux tests. A la fin de chaque séance, on la débranchait et elle cessait de voir des phosphènes. De plus, toute transmission et réception sans fil nécessiterait une alimentation qui pourrait entraîner d’autres désagréments. « Nous avons besoin de davantage de données », explique le chercheur de l’UMH. Pour ce faire, l’expérience a été étendue à d’autres volontaires. « Nous avons reçu des candidatures de personnes du monde entier espérant retrouver la vue. Mais cela ne se produira pas, nous faisons de la recherche. Nous cherchons des gens comme Bernadeta, qui était consciente qu’elle n’allait jamais revoir. Sinon, nous pourrions leur faire beaucoup de mal », dit-il. Bernardeta Gómez dit qu’elle ne ressent aucune nostalgie particulière, après avoir vu un peu pendant quelques mois. « Je savais ce que je faisais. C’était très clair, je n’allais pas retrouver la vue. Mais je ressens une grande satisfaction personnelle et c’est déjà beaucoup pour moi. »

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