Comment des ultrasons permettent de retrouver la vue ?

Des prothèses permettent de stimuler les neurones de la rétine grâce à des ultrasons, et pourraient ainsi rétablir les capacités visuelles de personnes atteintes de maladies dégénératives de la rétine. 

La rétine est une fine membrane, de quelques millimètres d’épaisseur. Ce tissu est essentiel à la vue, mais il peut se dégrader dans certaines pathologies, comme les maladies dégénératives de la rétine. Celles-ci sont à l’origine de troubles de la vue, dont la cécité. Des chercheurs de l’université de South California, aux États-Unis, travaillent sur une technique pour redonner la vue aux personnes qui en sont atteintes. Dans BME Frontiers, ils expliquent comment une prothèse permet à la rétine de fonctionner à nouveau, grâce à des ultrasons. 

Une expérience menée sur des rats 

"Il s'agit d'une étape vers une prothèse rétinienne non invasive qui fonctionne sans chirurgie oculaire invasive", explique le Dr Qifa Zhou, auteur principal de la recherche. Avec son équipe, il est parti d’un constat : si les bâtonnets et les cônes qui sont les cellules photosensibles de la rétine ont généralement dégénéré dans ce type de pathologie, les circuits neuronaux, connectés au cerveau, sont souvent bien conservés. Ils ont donc émis l’hypothèse que stimuler directement les neurones rétiniens permet de restaurer la vue. Pour la tester, les scientifiques ont stimulé les yeux d’un rat de laboratoire avec des ondes ultra-sonores, soit un son d'une fréquence bien supérieure à ce qu'un humain peut entendre. Ces sons à haute fréquence peuvent peuvent être focalisés sur une zone souhaitée de l'œil. Lors de l’expérience, cela a permis d'activer de petits groupes de neurones dans l'œil du rat aveugle, exactement comme le feraient des signaux lumineux en l’absence de maladie de l’oeil.

De futurs défis à relever 

La pression mécanique du son peut activer les neurones de l'œil et envoyer des signaux au cerveau. "Il reste à comprendre comment exactement la pression mécanique a activé les neurones rétiniens", indique Gengxi Lu, co-auteur de l’étude. Les scientifiques devront aussi adapter la technique aux spécificités humaines : il faudra des images aussi nettes que possible. Les expériences menées par l'équipe ont montré que les neurones émettaient le signal le plus fort lorsqu'ils sont activés environ cinq fois par seconde. Mais les cerveaux humains ont une vitesse de calcul beaucoup plus élevée, et à ce rythme, ils verront les images de manière très saccadée. "Les fabricants de films et de jeux vidéo savent que les images ne peuvent être fluides qu'à une cadence de 24 images par seconde, indiquent les auteurs de l’étude. Lorsque nous avons testé une fréquence d'images aussi élevée, les neurones des yeux du rat ont échoué." Les chercheurs espèrent que dix images par seconde suffiront. Dans tous les cas, la prothèse de rétine sera accompagnée d’un dispositif spécifique. "Des lunettes spéciales avec une caméra et un transducteur à ultrasons, qui seront destinés à donner aux personnes aveugles et malvoyantes une nouvelle vision du monde", explique le Dr Qifa Zhou.