Amélioration de la résolution des prothèses rétiniennes

Déformation de l'image (en bleu) causée par la diffusion des courants de stimulation autour des électrodes de l'implant. D'après Probing the functional impact of sub-retinal prosthesis. Roux S., Matonti F., Dupont F., Hoffart L., Takerkart S., Picaud S.,

par Denis Meyer | 19 septembre, 2016

On sait depuis longtemps que la miniaturisation de l'électronique est un de ses atouts majeurs. Plus elle progresse, plus il devient indispensable de redoubler d'efforts pour en faire profiter aussi les techniques d'interfaçage entre cette micro-électronique et le reste du monde. C'est le cas notamment dans le domaine des capteurs et des implants biologiques. D'où l'intérêt de travaux menés par des chercheurs français pour améliorer la résolution d'implants rétiniens.

Une prothèse rétinienne se substitue aux cellules photo-réceptrices de la rétine défectueuse. Elle comporte une caméra insérée dans des lunettes, une électronique qui transforme en signal les informations de la caméra et une matrice d’électrodes microscopiques implantée dans l’œil au contact de la rétine. Ces signaux électriques sont acheminés jusqu’au cerveau par le nerf optique. Equipés de ces implants, des patients totalement aveugles recouvrent des perceptions visuelles sous forme de tâches lumineuses appelés phosphènes. Hélas, ceux-ci ne sont pas assez nets pour reconnaître des visages, ni pour lire ou se déplacer.

Pour comprendre les limites de résolution de la prothèse et les causes des déformations de l'image suscitée par elle, les chercheurs ont mené une vaste expérimentation sur le rat en comparant la réponse de son système visuel à des stimuli visuels naturels (à gauche sur l'illustration) à celle de stimuli produits par la prothèse (à droite).

En étudiant les différentes positions, formes et intensités du signal, ils ont observé notamment une trop grande diffusion électrique : la mince couche de liquide entre électrode et rétine diffuse passivement le stimulus électrique aux cellules nerveuses voisines, d'où il résulte une perte de précision (lignes rouges et courbe bleue). Forts de ces conclusions, les chercheurs ont amélioré les propriétés de l’interface prothèse-rétine avec l’appui de spécialistes en physique des interfaces. Ensemble, ils ont pu restreindre la diffusion des courants et améliorer significativement l’activation visuelle artificielle obtenue avec la prothèse.

Menée par des chercheurs de l’Institut de neurosciences de la Timone, Université Aix-Marseille (CNRS/AMU) et de l’AP-HM, en collaboration avec le CEA-Leti, Université Grenoble Alpes et l’Institut de la vision (CNRS/Inserm/UPMC), cette étude de longue haleine ouvre la voie à l'amélioration des prothèses rétiniennes destinées notamment à des patients atteints de rétinopathie pigmentaire ou encore de dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA).