De la jambe de bois au produit high-tech

De nos jours, les prothèses sont bien plus que des pièces de rechange destinées au corps humain. Les rudimentaires jambes de bois d’antan se sont transformées en appareils high-tech sophistiqués. La médecine moderne est maintenant capable de remplacer bien plus que des bras ou des jambes. Pour l’heure, les personnes appareillées doivent encore actionner leurs prothèses par la force de leurs muscles. Mais à l’avenir, il se pourrait bien que la pensée suffise à les piloter.

Un article de Silvio Wenzel

Les premières prothèses

Depuis plusieurs millénaires, l’homme essaie de remplacer les parties du corps sectionnées. La plus vieille prothèse retrouvée à ce jour arbore fièrement ses 3 500 ans. Les archéologues l’ont découverte sur la momie d’une femme d’une cinquantaine d’années. Ils ont même constaté qu’avec sa prothèse des orteils, cette Egyptienne pouvait plutôt bien se déplacer. Les traces d’usures révèlent en effet que cette « pièce de rechange » n’était pas juste une offrande funéraire pour la vie après la mort.

En remontant très loin dans le passé, on retrouve des prothèses destinées à d’autres parties du corps. Dans de nombreuses cultures, bien avant le début de notre ère, il n’était pas rare de remplacer une dent cassée ou perdue. Les anciens Romains avaient déjà recours à des prothèses dentaires. Celles-ci se composaient de dents animales ou humaines qui étaient fixées aux dents saines avec du fil métallique.

De la jambe de bois…

L’évolution la plus frappante des succédanés de parties du corps s’observe dans l’histoire des prothèses de la jambe. Au Moyen-âge, une simple échasse en bois était de mise. Les patients s’agenouillaient pour ainsi dire sur cette échasse, et le moignon était maintenu en arrière avec un bandage. Au  16e siècle,  les infirmes aisés pouvaient s’offrir des appareils plus évolués. Le pied de la prothèse faisait ressort et l’articulation du genou était mobile. Il fallait plier cette dernière pour s’asseoir et la déplier pour marcher. Mais jusqu’à la moitié du 19e siècle, l’échasse en bois est demeurée la prothèse de la jambe la plus courante.

Il faut dire qu’à l’époque, la médecine moderne en était encore à un stade balbutiant. Difficile d’imaginer que les amputations se faisaient alors sans anesthésie. Il a fallu attendre 1846 pour que soit pratiquée la première anesthésie à l’éther. Auparavant, de nombreux patients ne survivaient pas à leur opération. Ils mourraient de leurs douleurs, perdaient trop de sang durant l’opération quand ils n’étaient pas emportés plus tard par l’infection d’une plaie. Avec les progrès de la médecine, de plus en plus de patients survécurent. Résultat des courses, ils avaient ensuite besoin d’une prothèse.

… au produit high-tech

Durant la deuxième moitié du 19e siècle,  le nombre d’amputations pratiquées a explosé, car cette période a été marquée par des conflits majeurs comme la Guerre de Sécession aux Etats-Unis ou la Guerre franco-prussienne de 1870. Si la fabrication de prothèses était jusque-là principalement une affaire d’artisans, médecins, ingénieurs et scientifiques ont commencé à s’y intéresser. Très vite, les jambes de rechange ont gagné en confort, offrant aux personnes appareillées une plus grande liberté de mouvement.

Après la Première Guerre mondiale, un immense défi se présente. Jamais le nombre d’amputés n’avait été aussi grand. Il ne s’agissait pas seulement de restaurer leur autonomie, mais aussi de faire en sorte que ces personnes puissent à nouveau travailler. Dans les années 1920, les experts commencent à élaborer des prothèses en partant de critères scientifiques.

C’est à cette époque qu’a commencé le développement de ce qui allait culminer aujourd’hui avec les appareils high-tech pilotés par ordinateur. Les prothèses de la jambe actuelles sont si bien conçues que l’on ne voit plus du tout si une personne en porte une. A présent, on peut même faire du vélo ou du roller avec une prothèse. Ces dix dernières années, les modèles spéciaux destinés aux sportifs de haut niveau ont fait exploser les résultats en handisport. Il arrive même que dans certaines disciplines, les sportifs amputés délivrent des performances proches de celles des sportifs valides.

La complexité de la main

Les prothèses de la main sont loin d’être aussi avancées que les prothèses de la jambe. Pour l’heure, il n’est pas encore possible de construire une main de rechange satisfaisante. Rien d’étonnant à cela, car la main est la partie du corps humain qui accomplit les enchaînements de mouvements les plus complexes et les plus virtuoses.

Depuis plusieurs siècles, l’homme a multiplié les tentatives pour remplacer efficacement une main amputée. Des simples crochets, on est ensuite passé aux appareils permettant de saisir des objets. La prothèse de la main de Götz von Berlichingen est entrée dans l’histoire. En 1504, celui qui allait être surnommé « Main de fer » avait perdu sa main droite lors d’un combat. Un joyau de précision en métal lui a servi d’ersatz. Et comme tout bon chevalier et mercenaire de son époque, Götz von Berlichingen a pu continuer à guerroyer grâce à cette prothèse.

De nos jours, les personnes amputées peuvent piloter leurs prothèses de la main. Des petits capteurs  placés sur les muscles du moignon collectent des décharges électriques infimes. Celles-ci sont alors amplifiées et transmises aux moteurs électriques de la prothèse. Ainsi, les patients sont en mesure d’ouvrir et de fermer leur main. Mais c’est tout. Ils sont encore très limités dans leurs mouvements. L’université de Karlsruhe a mis au point une prothèse présentant des améliorations considérables. Grâce à  une commande hydraulique, chaque doigt doit peut être actionné. La « main fluide » permet déjà d’accomplir cinq gestes différents. Mais le plus grand défi auquel sont confrontés les prothésistes de la main demeure le remplacement des doigts individuellement.

Des possibilités qui vont bien au-delà des bras et des jambes

Actuellement, la médecine réparatrice ne remplace plus uniquement des membres faisant défaut. Le corps humain est en proie à l’usure, et ses articulations sont généralement les plus touchées. Depuis la moitié des années 1960, il est possible de prodiguer quelque soulagement. A présent, certaines interventions sont devenues routinières. Chaque année en Allemagne, 150 000 prothèses de la hanche et 80 000 prothèses du genou sont posées.

La médecine moderne propose désormais une impressionnante panoplie d’ersatz, de la trachée à l’œsophage en passant par les vaisseaux sanguins, l’oreille interne ou la rétine. Depuis 1982, les chirurgiens sont même capables de remplacer le cœur dans sa totalité. Une solution certes temporaire (pas plus de quelques mois), mais qui a déjà pu aider des milliers de malades. Enfin, il est maintenant possible de reconstituer une bonne partie de l’os crânien lésé par un accident ou une tumeur. Quant à la chirurgie esthétique et réparatrice, elle permet de remplacer nez, yeux, oreilles, joues ou lèvres.

Par la force de la pensée

L’objectif à long terme des recherches en cours est de parvenir à une imbrication toujours plus étroite de l’homme et de sa prothèse. Tous les efforts sont mis en œuvre pour qu’un jour, les prothèses du bras ou de la main ne soient plus uniquement commandées par une contraction musculaire. Le but ultime est de parvenir à établir une liaison directe entre la prothèse et le système nerveux : des capteurs sensoriels placés au niveau des terminaisons nerveuses des moignons pourraient réagir aux impulsions électriques pour finalement actionner la prothèse.

Les scientifiques se projettent toutefois encore plus loin. Dans les cas de paraplégie, les impulsions nerveuses ne parviennent plus dans les membres. Pour aider les personnes paralysées, il faudrait mettre au point une prothèse commandée par la pensée. Ce projet semble digne d’un film de science-fiction et pourtant, il occupe près d’une centaine de groupes de recherche du monde entier. Les scientifiques tentent de mettre à profit un phénomène bien précis. En effet, que l’on effectue un mouvement ou qu’on se le représente mentalement avec précision, le schéma adopté par les cellules nerveuses du cerveau est le même.

C’est pourquoi la plupart des groupes de recherche coiffent leurs cobayes d’un casque pour comprendre l’activité des cellules cérébrales. L’étape suivante consistant à traduire ces informations en un mouvement de la prothèse. Certains projets sont encore plus ambitieux. Une expérience d’implantation d’une micro-puce dans le cerveau humain a déjà été menée. De la sorte, il serait possible de puiser les informations des cellules nerveuses directement à la source, à savoir dans le cerveau.

Silvio Wenzel (11 juin 2013)