Le Bras Bionique

Lorsqu’il n’est pas possible de faire une chirurgie conservatrice au niveau d’un bras ou d’une jambe, un chirurgien est amené à enlever tout ou partie du membre malade : On parle alors d’amputation. Les accidents domestiques ou de la route, les attentats ou encore les ravages de la guerre sont de nombreuses causes pour lesquelles des personnes subissent des amputations. Chaque année, en France, plus de 8 000 personnes sont amputées d'un de leurs membres. Aujourd'hui on compte dans le pays environs 100 000 personnes en sont victimes.

Depuis la nuit des temps, de nombreuses personnes amputées usaient de béquilles ou des aides telles que des prothèses pour pouvoir retrouver la mobilité de certains membres qu’ils avaient perdue d’une manière ou d’une autre.

De nouvelles conceptions, de nouveau progrès de l’électronique et de l’informatique ainsi qu’une meilleure connaissance du mode de fonctionnement du corps humain ont permis à ces personnes de retrouver leur membre perdu. C'est en 1998 à l'hôpital Edouard-Herriot de Lyon, que le Pr. Jean-Michel Dubernard dirige la première allogreffe (greffes les plus courantes, le donneur et receveur font parties de la même espèce biologique) de main. Désormais, les médecins peuvent greffer non seulement une main mais aussi un avant-bras, une jambe...etc. Ces greffes ont pourtant un inconvénient majeur: le rejet.

L’insuffisance, l’intolérance des anciennes prothèses et le problème du rejet lors des allogreffes ont poussés les scientifiques à établir une nouvelle prothèse qui a révolutionné son monde « le bras bionique » C’est une prothèse directement commandée par les messages nerveux envoyés par le cerveau.

La bionique est la science qui étudie la façon dont le vivant émet, reçoit et traite les signaux pour l'imiter dans des machines et des robots.

Même si cette innovation est une révolution dans le monde de la médecine, elle est pour autant très peu répandue. Nous nous demanderons donc quels atouts présentent le bras bionique pour se rapprocher au maximum du bras humain.

Pour répondre à cette question, nous nous sommes basé exclusivement sur les greffes de bras et de main bionique. Dans une première partie, nous allons voir le rôle du système nerveux puis nous verrons ensuite le fonctionnement du bras bionique et pour finir les biomatériaux.

Pour comprendre la complexité du fonctionnement du bras bionique, il nous faut tout d’abord nous intéresser au rôle très important que joue le système nerveux.

Le rôle du système nerveux

Le système nerveux a pour rôle d’assurer la perception de notre milieu et d’élaborer les réponses adaptées nécessaire au bon fonctionnement de notre organisme tel que la coordination des mouvements musculaires .C’est un véritable réseau constitué de milliards de neurones reliés par des synapses qui permettent la conduction des messages nerveux.

- Organisation du système nerveux

Les influx nerveux (activité électrique transmise le long d'un axone sous la forme d'une séquence de potentiel d'action) sont indispensables aux fonctionnements de tous les muscles et les organes du corps. On compte trois systèmes qui travaillent ensemble afin de remplir la mission du système nerveux : les systèmes nerveux central, périphérique et autonome.

Le système nerveux central est responsable de l'émission des influx nerveux moteurs et de l'analyse des données sensitives. Il comprend l'encéphale et la moelle épinière.

Le système nerveux périphérique est responsable de la transmission de ces influx nerveux vers ou à partir des nombreuses structures de l'organisme. Il comprend de nombreux nerfs crâniens et rachidiens qui sortent de l'encéphale et de la moelle épinière.

Le système nerveux autonome est composé des systèmes sympathiques et parasympathiques et est responsable de la régulation et de la coordination des fonctions vitales de l'organisme.

Parmi ces différentes parties du système nerveux, l’organe principal est l’encéphale, qui est situé à l’intérieur de la boîte crânienne.

Ce terme désigne, en neurosciences, l'intérieur de la boîte crânienne. L'encéphale contient une partie du système nerveux central qui contrôle l'ensemble de l'organisme (l'envoi des influx nerveux moteurs, du traitement des données transmises par les influx nerveux sensitifs et de la création des processus de pensée), l'autre partie (principalement la moelle épinière) se trouvant dans le canal rachidien inséré dans la colonne vertébrale.

L'encéphale est composé de trois parties :

• le cerveau (ou hémisphères cérébraux), de taille importante : organe central supervisant le système nerveux.

• le cervelet, de plus petite taille : centre de l’équilibre et de la coordination des mouvements.

• et le tronc cérébral, qui relie le tout à la moelle épinière.

Les neurones sont les cellules essentielles du système nerveux, composé d’un corps cellulaire, de dendrites et d’un axone. Le message nerveux se déplace toujours du corps cellulaire vers l’arborisation terminale.

Les dendrites permettent de véhiculé le message jusqu’au corps cellulaire du neurone et l’axone conduit le message nerveux vers la cellule qui permettra d’émettre la réponse jusqu'à une synapse qui est un lieu de communication entre deux neurones.

Schéma illustrant les parties et les liaisons de plusieurs neurones

Fonctionnement du système nerveux

Le message nerveux se traduit au niveau d'une fibre nerveuse. Ce signal (appelé aussi potentiel d’action), transmis par les nerfs, est de nature électrique (Attention : ce n’est pas un de même nature qu’un courant électrique) une réponse à ce message

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