Les yeux bioniques relèvent encore pour certains de la science-fiction, pour d’autres ils se rapprochent petit à petit de notre réalité. Comment construit-on un œil bionique ? Les récentes avancées sur la question permettront-elles un jour d’en voir la transplantation sur l’être humain ?  

Comment fabrique-t-on un œil bionique ? Et qu’est-ce qu’un œil bionique ? Pour en comprendre les processus de fabrication, revenons d’abord brièvement sur les bases du fonctionnement de l’œil humain. 

Un œil est un peu comme une balle de golf de huit grammes sensible à la lumière et recouverte d’une enveloppe, le blanc de l’œil, qui devient transparent pour la laisser entrer. Notre œil comporte plusieurs parties : la cornée, située à l’avant, est une sorte de capsule posée sur le globe oculaire. Elle permet de distinguer les objets qui nous entourent grâce aux reflets de lumière qu’ils émettent, un peu comme un objectif d’appareil photo. L’iris, placé derrière la cornée, permet quant à lui de réguler la quantité de lumière entrant dans l’œil. C’est aussi ce qui donne la couleur de nos yeux. Nos muscles étirent ou compriment ensuite le cristallin, qui envoie une image nette sur la rétine, qui elle ne fait que capter la lumière grâce à ses millions de récepteurs. Ceux-ci transforment la lumière en courants électriques qui sont transmis au cerveau via le nerf optique et c’est seulement au niveau cérébral qu’une image est reconstituée. 

Simplement dit, l’œil est un réceptacle de lumière et le cerveau traduit cette lumière. Seulement, si une seule partie est défectueuse, la vision s’en trouve fortement affectée (malvoyance, cécité, etc.).  

Un œil pas si facile à reproduire… 

Ce qui nous permet de voir – nos yeux – est donc un ensemble de processus extrêmement complexes, et sa reproduction artificielle l’est tout autant. A la fois parce que la durée de vie des technologies utilisées est incertaine, mais aussi parce que les pathologies liées à la perte de la vue sont nombreuses et requièrent des solutions adaptées à chacune. Implanter un œil bionique sur la rétine ne permet pas encore de redonner la vue à ceux qui ne l’ont pas, et le remède miracle n’a pas encore été trouvé. Quoiqu’il en soit, nous tenions à souligner les avancées importantes qui existent dans ce domaine. Comment alors dupliquer un œil humain de manière artificielle ? 

La communauté scientifique travaille sans relâche depuis des années. En 2011, l’Argus II – ou Argus II Retinal Prosthesis System pour faire long – fait parler d’elle en Europe. Créée par la start-up américaine Second Sight Medical Products, cette solution est destinée aux personnes devenues aveugles et souffrant de rétinite pigmentaire, une forme de dégénérescence héréditaire de la rétine. Argus II est un implant rétinal : on colle une plaque d’électrodes au fond de la rétine. La personne malvoyante doit porter des lunettes spéciales sur lesquelles sont installés une mini-caméra et un micro-ordinateur. La caméra capture les images et les envoie à l’ordinateur qui les transforme en signaux électriques et les transmet à l’implant via une petite antenne. L’implant envoie alors ces signaux au nerf optique, qui les transmettra au cerveau. Le résultat final n’est pas le recouvrement de la vue mais une qualité de vie améliorée : la personne pourra distinguer des formes et des degrés de lumière. 

Le prix de cette solution peut être un frein pour beaucoup de patients : il faut compter 115 000 euros en Europe, selon nos confrères de Paris Match, et il est remboursé, en France, à hauteur de 95 897 euros par patient par la Sécurité Sociale. En mars 2018, la RTBF écrivait que 250 personnes avaient bénéficié de ce traitement à travers le monde.

Une avancée nouvelle prometteuse

La semaine dernière, la revue scientifique Advanced Materials publiait une nouvelle étude : aux États-Unis, un groupe de scientifiques de l’Université du Minnesota a « imprimé en 3D un réseau sensible à la lumière, composé de particules d’argent et de matériaux semi-conducteurs, sur une surface en dôme de verre », lit-on sur le site américain Gizmodo. 

Pour fabriquer cet implant sur la rétine, l’équipe de recherche, dirigée par le professeur Michael McAlpine, s’est servie d’un dôme de verre hémisphérique de forme et de taille semblables à celles d’un œil humain. Avec une imprimante 3D multi-matériaux personnalisée, ils ont posé une série de capteurs de lumière – qui permettaient d’agir comme un œil en transmettant des signaux électriques au cerveau. 

Les chercheurs ont ensuite utilisé des polymères semi-conducteurs pour créer un œil artificiel. Les polymères semi-conducteurs – des macro-molécules qui ont une masse moléculaire très élevée et une masse volumique très faible – sont d’excellents isolants électriques. Structurés en bandes, les électrons bougent et permettent à un courant électrique de se produire – courant provoqué par leur déplacement. Ces polymères sont utilisés pour imprimer des photodiodes, un composant capable de capter un flux lumineux et de le convertir en signal électrique, que le cortex visuel du cerveau peut alors comprendre, comme s’il s’agissait d’un œil humain.

Ils ont réussi à atteindre une efficacité de 25% de conversion de lumière en électricité et ont partagé leur procédé de fabrication dans une vidéo : https://www.youtube.com/watch?time_continue=4&v=U2_zhpXZkS0 

L’appareil conçu ici ressemble fortement à un globe oculaire mais n’en est pas encore au stade où il pourrait être transplanté et fonctionner comme un œil. Les chercheurs de l’équipe de McAlpine travaillent à développer un œil bionique fonctionnel comme nos yeux : « Nous avons encore beaucoup de chemin à faire pour imprimer de manière fiable des composants électroniques actifs », exprime McAlpine dans un communiqué publié sur le site de l’Université. Ils espèrent, à long terme, créer un prototype encore plus efficace, l’imprimer sur un matériau rond et doux – plutôt que sur du verre – qui pourrait être implanté dans un œil humain et trouver un moyen de connecter l’appareil au cerveau pour qu’il apprenne à traiter les stimuli visuels. 

Une recherche incessante

D’autres avancées récentes existent, comme celles de ces scientifiques de l’Université de Newcastle en Grande-Bretagne, qui ont imprimé en 3D une partie cruciale de l’œil humain, pour rendre la vue aux aveugles. Les chercheurs anglais ont utilisé les cellules souches de la cornée d’un donneur sain et les ont mélangées à de l’alginate et du collagène pour obtenir une encre qui a ensuite été injectée dans une imprimante 3D et a permis de réaliser des cornées artificielles. Ou encore cet homme qui avait retrouvé la vue après quatorze ans de cécité, grâce à une greffe de dent dans le globe oculaire. 

Lorsqu’on pense « œil bionique », on le rapproche plus souvent de la science-fiction que de la réalité or avec toutes ces avancées, les scientifiques sont plus proches de la réalité que jamais.