Le simulateur de prothèse visuelle offre un aperçu de l’avenir

Le simulateur de prothèse visuelle offre un aperçu de l’avenir

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En collaboration avec leurs collègues de l'Institut Donders, des chercheurs de l'Institut néerlandais des neurosciences ont développé un simulateur permettant des observations visuelles artificielles pour la recherche sur les prothèses visuelles. Cet outil open source est à la disposition des chercheurs et offre à ceux qui le souhaitent un aperçu des applications futures.

La cécité touche environ quarante millions de personnes dans le monde et devrait devenir de plus en plus courante dans les années à venir. Les patients présentant un système visuel endommagé peuvent être divisés en deux groupes : ceux chez qui les dommages sont situés devant ou dans les photorécepteurs de la rétine et ceux chez qui les dommages sont plus avancés dans le système visuel.

Diverses prothèses rétiniennes ont été développées pour le premier groupe de patients ces dernières années et des tests cliniques sont en cours. Les problèmes du deuxième groupe sont plus difficiles à résoudre.

Une solution potentielle pour ces patients consiste à stimuler le cortex cérébral. En implantant des électrodes dans le cortex visuel du cerveau et en stimulant les tissus environnants avec de faibles courants électriques, de minuscules points lumineux appelés « phosphènes » peuvent être générés.

Cette prothèse convertit l'entrée de la caméra en stimulation électrique du cortex cérébral. Ce faisant, il contourne une partie du système visuel affecté et permet ainsi une certaine forme de vision. Vous pourriez le comparer à un panneau matriciel le long de l’autoroute, où des lumières individuelles forment une image combinée.






Comment garantir qu’un tel implant puisse réellement être utilisé pour se déplacer dans la rue ou lire des textes reste une question importante. Maureen van der Grinten et Antonia Lozano, du groupe de Pieter Roelfsema, ainsi que des collègues du Donder's Institute, sont membres d'un grand consortium européen.

Ce consortium travaille sur une prothèse centrée sur le cortex cérébral visuel. Maureen van der Grinten souligne : « À l'heure actuelle, il existe un écart entre le nombre d'électrodes que nous pouvons implanter chez l'homme et les fonctionnalités que nous aimerions tester. Le matériel n'est tout simplement pas encore assez avancé. Pour combler cet écart, le processus est souvent imité à travers une simulation.

Vision phosphène simulée

“Au lieu d'attendre que les aveugles reçoivent des implants, nous essayons de simuler la situation en nous basant sur les connaissances dont nous disposons. Nous pouvons nous baser sur cela pour voir de combien de points de lumière les gens ont besoin pour trouver une porte, par exemple. Nous appelons cela « vision phosphène simulée ».

“Jusqu'à présent, cela n'a été testé qu'avec des formes simples : 200 points lumineux bien orientés, des pixels rectangulaires de taille égale sur un écran. Les gens peuvent tester cela avec des lunettes VR, ce qui est très utile, mais ne correspond pas à la réalité. vision de personnes aveugles avec une prothèse.

“Pour rendre notre simulation plus réaliste, nous avons rassemblé toute une quantité de littérature, créé et validé des modèles, et examiné dans quelle mesure les résultats correspondent aux effets rapportés par les gens. Il s'avère que les points varient considérablement en forme et en taille. en fonction des paramètres utilisés dans la stimulation.”

“Vous pouvez imaginer que si vous augmentez le courant, la stimulation dans le cerveau se propagera davantage, touchera davantage de neurones et, par conséquent, fournira un point lumineux plus grand. L'emplacement de l'électrode détermine également la taille des points. En influençant le divers paramètres, nous avons examiné comment cela change réellement ce que les gens voient. »

Accessible au public

“Le simulateur est actuellement utilisé pour des recherches à Nimègue, où l'on étudie l'impact des mouvements oculaires. Avec cet article, nous espérons offrir à d'autres chercheurs la possibilité d'utiliser également notre simulation. Nous tenons à souligner que le simulateur est accessible publiquement à tous, avec la possibilité de procéder à des ajustements si nécessaire. Il est même possible d'optimiser la simulation à l'aide de l'IA, qui peut vous aider à identifier la stimulation nécessaire pour une image spécifique.

“Nous utilisons désormais également le simulateur pour donner aux gens une idée de la direction que pourraient prendre ces recherches et de ce à quoi s'attendre lorsque les premiers traitements seront effectués dans quelques années. Grâce à des lunettes VR, nous pouvons simuler la situation actuelle avec 100 électrodes, ce qui souligne également à quel point la vision à travers une prothèse est limitée : ils pourront peut-être trouver une porte mais n'auront pas la capacité de reconnaître les expressions faciales.

“Alternativement, nous pouvons montrer une situation avec des dizaines de milliers d'électrodes et ce que cela nous apportera lorsque cette technologie sera suffisamment développée.”

L'étude est publiée dans la revue eLife.

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