“EC-Eye” : un œil bionique plus performant que l’œil humain d’ici cinq ans ?

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Un œil bionique pour rendre la vue aux personnes malvoyantes ?

D’après l’OMS, 253 millions de personnes dans le monde souffriraient d’une déficience visuelle de modérée à sévère. Parmi elles, 36 millions de personnes sont considérées comme étant aveugles. En France, 1,7 million de personnes sont atteintes d’un trouble de la vision.

Plusieurs études sur le sujet sont en cours, à l’image du projet de recherche mené par des chercheurs hongkongais et américains, dont les résultats ont été publiés l’an dernier.
Ensemble, ils ont réussi à construire un œil bionique, le premier du genre baptisé EC-Eye, très proche de l’œil humain.

On vous explique tout dans notre article de la semaine.

2,2 milliards de personnes souffrent d’une déficience visuelle dans le monde !

D’après le premier rapport de l’OMS (Organisation Mondiale de la Santé) sur le sujet paru en octobre 2019, 2,2 milliards de personnes présentent une déficience visuelle ou une cécité dans le monde.
Parmi elles, 253 millions souffrent d’une déficience visuelle de modérée à sévère (acuité visuelle inférieure à 3/10ème sur le meilleur œil) et 36 millions sont considérées comme étant aveugles (acuité inférieure à 1/20ème pour le meilleur œil). 

Des scientifiques du monde entier travaillent sur des solutions technologiques qui permettraient aux personnes malvoyantes de recouvrer la vue.

Parmi les principales avancées dans ce domaine, on peut citer l’Argus II® de l’entreprise américaine Second Sight, une prothèse rétinienne destinée à fournir une vision utile aux personnes gravement touchées par la rétinite pigmentaire (RP), une maladie génétique dégénérative de l’œil qui se caractérise par une perte progressive et graduelle de la vision.
Cette prothèse combine un implant oculaire miniature avec une caméra et un processeur portés par le patient pour lui permettre de mieux appréhender son environnement.

En France, on peut également citer l’IRIS II® de Pixium Vision, un système de vision bionique grâce à un implant sous-rétinien stimulant la rétine endommagée et qui vise à “compenser la perte de vision profonde et à améliorer l’indépendance, la mobilité et la qualité de vie des patients souffrant notamment de dégénérescence rétinienne”.

Si ces implants constituent des avancées majeures dans le domaine, permettant à certains patients de visualiser une porte ou encore un passage piéton de manière plus précise, voire de distinguer quelques mots en gros caractères dans le meilleur des cas, ils sont encore loin de pouvoir rendre la vue.

Un objectif que l’oeil bionique conçu par une équipe de la Hong Kong University of Science and Technology (HKUST), en collaboration avec l’Université américaine de Berkeley, pourrait bien réussir à atteindre d’ici cinq ans

“EC-Eye” : le premier oeil totalement bionique ! 

Ces recherches ont été publiées l’an dernier dans la revue scientifique Nature et dévoilent le prototype baptisé “EC-Eye”, pour “Electro Chemical Eye” (œil électrochimique), qui reproduit exactement l’aspect et la forme de l’œil humain. 

Cet œil électrochimique et biomimétique (puisque sa structure et ses caractéristiques s’inspirent directement de l’œil humain) se différencie considérablement des dispositifs existants. En effet, on ne parle plus ici d’implant rétinien, mais bien d’un œil qui reproduit exactement l’aspect et la forme de l’œil humain. Il est donc considéré comme le premier œil totalement bionique !

Tout comme notre œil, il mesure un peu plus de 2 cm de diamètre et reprend son fonctionnement avec une lentille, une rétine, des capteurs et une liaison nerveuse.

Le prototype est constitué de nano-capteurs imitant les cellules photoréceptrices de l’œil humain.
Ils sont intégrés dans une membrane composée d’aluminium et de tungstène, un métal qui résiste très bien à la corrosion grâce à la formation d’un film protecteur. Cet ensemble reconstitue la rétine qui est maintenue en place par un support en polymère de silicone.
Une lentille et un iris artificiel sont placés à l’avant pour reproduire le fonctionnement du globe oculaire, dont la cavité est ici remplie par un liquide ionique.

Pour remplacer notre nerf optique, qui transmet les données de notre œil au cerveau, des nano-câbles flexibles, fabriqués en métal liquide et maintenus grâce à des micro-gaines en caoutchouc souple, se chargent de transmettre les signaux à un système informatique.

Enfin, le prototype est maintenu dans un support en polymère de silicone.

Un œil bionique plus performant que l’œil humain d’ici cinq ans ?

L’œil humain étant ultra-performant, cet œil bionique est loin d’offrir une acuité comparable pour le moment.
La résolution du prototype actuel est pour le moment limitée à 100 pixels, soit juste assez pour distinguer certaines lettres, comme le E, I et le Y, ou des formes.
Son champ de vision est pour le moment de 100°, contre en moyenne 160° pour l’œil humain.

Selon le professeur Zhiyong Fan, qui pilote cette étude, le prototype serait en revanche capable de mieux capter les images en très basse lumière que l’œil humain et pourrait, à terme, offrir de meilleures performances.
Le chercheur explique en effet que les 10 millions de cellules de l’œil humain ne peuvent pas rivaliser avec les 460 millions de nano-capteurs que peut intégrer le prototype, lui permettant de recevoir plus de signaux lumineux plus rapidement, et donc d’afficher les images avec une meilleure résolution. 

Les scientifiques ont donc bon espoir d’améliorer suffisamment leur technologie pour reproduire, voire dépasser, les performances de l’œil naturel d’ici cinq ans.
L’idée serait ensuite de connecter les nano-fils de pérovskite aux nerfs de patients malvoyants pour leur permettre de recouvrer la vue.

“Nous prévoyons dans le futur d’améliorer les performances, la stabilité et la biocompatibilité de l’EC-Eye. Nous désirons collaborer avec des chercheurs en sciences médicales pour l’utilisation de notre appareil comme prothèse oculaire.”  Indique Zhiyong Fan.

Cet œil bionique est une formidable avancée et un bel espoir pour les personnes atteintes de cécité visuelle. Si de nombreux défis de taille subsistent pour l’élever au même niveau de performance que l’œil humain, les recherches sont sur la bonne voie.

Les chercheurs songent également à une plus large utilisation de ce système aussi bien dans le domaine de la robotique que celui de la médecine.

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