I) La prothèse bionique

A - L'évolution au fil du temps :

Nous savons que les premières prothèses remonteraient à la Préhistoire. L'instinct de survie de l'homme l'a poussé depuis la nuit des temps à remplacer ses membres amputés.

La première prothèse retrouvée par des chercheurs Allemands date de plus de 3 000 ans, soit de l'Égypte Antique. Cette prothèse de pied en bois appartenait à une femme momifiée. Les égyptiens fabriquaient leurs prothèses à base de cuir et de bois .

Elle n'ont sûrement pas cessé d’évoluer pendant l'Antiquité, puisque les grecs et les romains fabriquaient aussi des prothèses.

Au Moyen-Âge, les prothèses ont subi des améliorations notamment esthétiques, soit des pilons, soit des crochets, et avaient juste un but fonctionnel. Les plus riches pouvaient s’offrir des prothèses plus sophistiquées. Elles commencèrent à prendre peu à peu forme humaine, mais des inconvénients tel que le poids, l'encombrement ou bien la non fonctionnalité persistèrent... L'époque n'étant pas axée sur la communication et la grande distributivité, peu de prothèses ont eté retrouvées.

Ainsi, il faudra attendre la Renaissance, pour que des chirurgiens comme Ambroise Paré (1510-1590), aient recours aux prothèses et développent de nombreuses techniques d'amputation. C'est aussi le créateur des armatures métalliques, des pilons articulés et des cuissards à pilons.

Depuis toujours, les blessés de guerre, amputés et démembrés, mais aussi brûlés et mutilés, ont permis l'essor des technologies prothétiques allant de la simple canne aux prothèses mécaniques. Mais c'est au XXème Siècle, avec les deux Guerres Mondiales, qui causèrent 300 000 amputés lors de la première, ainsi que plusieurs millions lors de la seconde, qu'un essor de l'industrie prothétique permis la création d'entreprises spécialisées.

De nos jours, les greffes organiques étant difficiles et les donneurs rares, les recherches se tournent vers l'étude des organes, pour un jour pouvoir effectuer la première greffe d'organe prothétique comme la peau, le cœur, et tous autres organes vitaux. De plus, aujourd’hui, les prothèses sont principalement conçues à base de fibres de carbone, et un nouveau type de prothèse se développe depuis quelques années, les prothèses bioniques.

B - Comment fonctionnent-elles ?

Pour commencer, les prothèses bioniques reçoivent des informations provenant du cerveau qui permettent ensuite des mouvements précis. Mais comment cela est-il possible?

Tout d’abord, il faut savoir que lorsqu'une personne se fait amputer, les muscles et les terminaisons nerveuses bordant le moignon sont encore actifs. Quand un amputé cherche à utiliser son membre absent, le cerveau envoie toujours le signal correspondant au mouvement désiré et ce signal traverse toujours les nerfs dans la direction du membre absent.

Ainsi, lors des interventions pour implanter une prothèse bionique, les chirurgiens pratiquent la ré-innervation musculaire ciblée : c'est la manière de relier une prothèse au système nerveux, cette technique consiste à rediriger les nerfs vers des muscles sains voisins. Les nerfs normalement connectés à un muscle sont enlevés, ce muscle est dénervé. Ensuite, les nerfs qui étaient reliés au membre amputé sont dirigés vers le muscle dénervé. Au bout de quelque temps, les terminaisons nerveuses vont se fondrent dans le muscle (quelques jours pour une myoprothèse de bras). Donc au moment où l'amputé va essayer de bouger son membre fantôme, le muscle ciblé va se contracter d'une certaine manière correspondant au mouvement désiré.

Mais ce n’est pas tout, quand un muscle effectue un mouvement, il émet un signal électromyogramme, un peu comme un signal électrique qui se propage le long du muscle. Grâce à des électrodes en métal placées sur la surface de la peau, ces signaux, si ils sont assez fort, sont perçus par les électrodes.

Son but est qu’à chaque fois que la personne amputée cherche à bouger son membre fantôme, un signal unique au mouvement est émis puis enregistré au niveau du muscle ciblé. Il peut ensuite être interprété par un mini-ordinateur qui pourra assimiler le mouvement produit au mouvement recherché, puis communiquer avec la prothèse pour qu’elle fasse le mouvement désiré afin qu’il soit le plus fluide et le plus précis possible.

Les signaux électriques sont envoyés par le cortex moteur, la partie du cerveau qui contrôle et exécute les mouvements volontaires des muscles du corps. Ses signaux descendent le long de l’épine dorsale jusqu’aux racines des nerfs du membre amputé.