HERMIN — Contrôle moteur pour l'exploration haptique et mouvements reflexes d'une neuroprothèse

Le projet HERMIN vise à développer des stratégies de contrôle partagé entre une prothèse robotisée et son utilisateur, en particulier en explorant l'impact de l’ajout à une neuroprothèse bidirectionnelle de routines motrices autonomes de type mouvements réflexes liés à la sécurité, et mouvements d'exploration haptique pour aide à la détection et évitement d’obstacles. Nous implanterons la génération de tels mouvements stéréotypés dans notre neuroprothèse miniature à 4 degrés de liberté de membre antérieur de souris, en superposition avec les mouvements volontaires pilotés par le taux de décharges neuronales dans le cortex moteur. La neuroprothèse permettra de fournir un retour sensoriel en temps réel à la souris en utilisant des stimulations optogénétiques des neurones du cortex somatosensoriel primaire structurées spatialement et temporellement. Nous faisons l’hypothèse que, malgré l'écart entre les commandes neuronales et les mouvements effectifs obtenus lors de l'exécution des routines motrices autonomes, un retour tactile et nociceptif riche vers le cortex de la souris garantira que (1) le contrôle et l’appropriation de la prothèse seront préservés pendant l'action réflexe, et que (2) l'exploration tactile enrichie fournie par les routines haptiques autonomes améliorera l’appropriation et/ou les performances de la prothèse pendant les tests comportementaux. Ce projet interdisciplinaire s’appuie sur l'expertise complémentaire des trois partenaires en modélisation et commande de robots, interfaces cerveau-machine et comportement animal. Le développement de stratégies de contrôle partagé entre robot et utilisateur présente un intérêt pré-clinique pour les prothèses robotisées avec interface cerveau-machine pour utilisateurs humains, ainsi que dans le cadre non invasif d’interaction physique humain-robot avec exosquelettes.