Depuis son plus jeune âge, Peter Böhm savait qu'il allait devenir aveugle
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Éditorial
W. Scheible
Wolfgang Hess, Rédacteur en Chef
Depuis son plus jeune âge, Peter Böhm savait
qu’il allait devenir aveugle
Il est atteint d’une maladie héréditaire, Si l’on en juge par le dynamisme des
la rétinite pigmentaire, qui provoque la progrès dans les techniques opératoires
destruction de cellules de la rétine, et médicales, les guérisons miraculeuses
d’abord les bâtonnets, puis les cônes. Il y annoncées dans l’Évangile selon saint
a un an et demi, devenu entièrement Mathieu : « Les aveugles voient »,
aveugle, une puce rétinienne, implantée pourraient bien devenir monnaie
dans son œil gauche, lui a permis de courante grâce à l’innovation médicale.
recommencer à voir de manière Pour la 10e fois, bild der wissenschaft
schématique. Vous pourrez lire p. 12 le s’associe avec ses partenaires pour
portrait de cet homme vraiment hors du distinguer les travaux du meilleur
commun réalisé par notre auteur photographe, en lui remettant le Prix
Susanne Donner. allemand de la photographie
Il a fallu 18 ans avant d’obtenir scientifique. Nous présentons les clichés
l’autorisation pour la puce rétinienne. lauréats aux pages 60 à 67. La remise des
« Les développements technologiques prix – à laquelle vous êtes cordialement
en médecine prennent du temps », invités – aura lieu le samedi 21
explique Professeur Eberhart Zrenner, novembre à partir de 11 heure à la
l’un des principaux concepteurs de la Maison des Sciences (Haus der
puce, dans l'interview avec bdw (bild der Wissenschaft), à Brême.
wissenschaft). Trop longtemps pour Ce prix a permis à notre magazine
développer un procédé qui permet d’acquérir une excellente réputation
seulement une vision schématique, auprès des photographes les plus
direz-vous peut-être. Pourtant, avant renommés d’Europe centrale. Bien sûr,
notre génération, personne n’avait rien cette initiative nous permet également
pu faire contre cette maladie de contribuer à la production actuelle.
héréditaire. Ainsi, nous avons demandé au
Et le développement n’est photographe de Stuttgart Wolfram
pas encore terminé : Comme nous Scheible d’illustrer par ses clichés deux
l’enseigne l’expérience des autres articles sur le sujet central de ce
domaines de la médecine, une phase de numéro. L’article sur la curiosité des
démarrage laborieuse peut donner lieu à cacatoès et des aras (p. 26 et suivantes)
une avalanche de réussites – par est quant a lui illustré par des photos de
exemple, les opérations à cœur ouvert, Solvin Zankl, lauréat du Prix allemand de
les prothèses de hanche ou la photographie scientifique en 2008
l’implantation de lentilles contre la dans la catégorie Reportage.
cataracte. On a, à présent, la
compréhension fondamentale de la
manière dont le déclin de la vision
naturelle peut être compensé par des
composants électroniques.
bild der wissenschaft 11-2015 3
Titre Vie + Environnement VOIR
Environ 40 millions de personnes
dans le monde sont aveugles, dont
quelques 3 millions sont atteintes de
rétinite pigmentaire.
Les scientifiques cherchent des
moyens de leur rendre la vue – et ils
enregistrent leurs premiers succès :
Le meilleur candidat est
actuellement une puce visuelle qui
remplace les cellules rétiniennes
disparues.
« Je réapprends
à voir »
Grâce à un implant rétinien, Peter Böhm, devenu aveugle à cause
d’une maladie oculaire, la rétinite pigmentaire, peut à nouveau
voir. Pour cela, il a dû réapprendre à voir – mais l’entraînement
avec l’implant en valait la peine : Peter ne voit que des formes
schématiques floues et en noir et blanc ; pourtant, le gain en
termes de qualité de vie est immense. Eberhart Zrenner,
ophtalmologiste à l’hôpital universitaire de Tübingen, est
l’inventeur de l’implant qu’a reçu M. Böhm. Il a suivi M. Böhm
après l’activation de la puce, et œuvre à l’optimisation des
performances de l’implant rétinien. Dans son interview, il
explique les différentes options de traitement pour les personnes
devenues aveugles.
Page 12 Ombre et lumière
Comment Peter Böhm, aveugle, réapprend à voir.
Page 16 Que la lumière soit !
D. Race/Fotolia.com
Les moyens par lesquels les scientifiques combattent la cécité.
Page 22 « C’est une vision différente »
Eberhart Zrenner, ophtalmologiste, explique les causes de la perte de
la vue et le fonctionnement des implants rétiniens.
10 bild der wissenschaft 11-2015
Ombre Lumière
Grâce à un implant rétinien, Peter Böhm peut à nouveau voir.
Semaine après semaine, il explore ainsi le monde.
Texte de Susanne Donner, Photos de Wolfram Scheible
Grâce à sa puce rétinienne,
Peter Böhm voit un monde
fait de scènes en clair obscur,
comme dans un film
en noir et blanc très flou.
12 bild der wissenschaft 11-2015
VOIR Vie + Environnement
Titre
Tout jeune, Peter Böhm savait déjà que sa vue allait
décliner peu à peu et disparaître entièrement. Les bâtonnets
de sa rétine allaient se dégrader les premiers, et il n’y verrait
presque plus à l’aube et au crépuscule. Ensuite, ses cônes
rétiniens allaient dépérir progressivement, et son
environnement allait devenir de plus en plus gris de jour en
jour, avant de disparaître complètement dans l’obscurité. Il
savait ce qui allait advenir, et savait que c’était inéluctable.
Alors qu’il avait encore 50 % de sa vision, Böhm
« scannait » en permanence son environnement pour
constituer une image cohérente à partir des pièces du
puzzle. Ainsi, il pouvait voir les voitures sur l’autoroute
bien avant que celles-ci ne s’apprêtent à doubler. À un
moment, il ne pouvait plus voir les couvertures des CD, et a
donc arrêté d’écouter de la musique. À partir de cet instant,
il a su que si un jour on pouvait faire quelque chose contre
sa maladie, il voudrait que cela soit tenté sur lui.
La maladie oculaire de Böhm s’appelle la rétinite
pigmentaire. Cette maladie héréditaire provoque la
dégénérescence progressive des cellules photoréceptrices de
la rétine (voir l’interview : « C’est une vision différente »,
p. 22 et suivantes). Environ trois millions de personnes dans Sur son ordinateur, Böhm s’exerce à voir. Au début, il avait du
le monde en sont atteintes. A ce jour, il n’existe aucune mal à reconnaître et à situer les lettres.
possibilité de traiter les causes de la maladie.
En 2012, Böhm a lu un article sur une étude menée à
l’Université de Tübingen, non loin de Stuttgart où il réside : D’autres participants de l’étude disent qu’ils souhaitent
Là, les médecins implantent aux patients aveugles atteints mieux se repérer à l’aide de la puce. Pour Böhm, cet aspect
de rétinite pigmentaire une puce visuelle logée sous la est secondaire. Il marche toujours main dans la main avec sa
rétine, afin de leur permettre de voir à nouveau. Pour Böhm, femme Waltraud. Il ne se déplace seul que dans les endroits
c'est évident : si c’est possible, il veut participer à cette qu’il connaît. Une femme aimerait pouvoir admirer à nouveau
étude. la beauté des sous-bois lorsqu’elle se promène en forêt. Pour
Böhm, ce n’est pas primordial.
Impressions visuelles combinées Lorsque, le 28 mai 2014, la puce visuelle fabriquée par la
société Retina Implant AG lui est implantée sous la rétine
Entretemps, son œil gauche est devenu entièrement aveugle. gauche, il n’a pas peur. Böhm a déjà subi deux opérations de
Il ne parvient que rarement à distinguer une clarté au bord la cataracte, et les a, à chaque fois, bien supportées. Sa
de son champ visuel. Son œil droit ne voit plus qu’à cinq femme l’accompagne tandis que les infirmiers poussent son
pour cent. Il écrit ses courriers et ses e-mails en caractères charriot vers le bloc opératoire. Les médecins lui ont expliqué
blancs de trois centimètres sur fond noir. Cette vision qu’il ne devait pas s’attendre à une vision normale avec la
résiduelle, indispensable à son métier de conseiller puce, mais qu’il n’allait percevoir que des structures, comme
informatique, Böhm tient à la préserver. La puce inventée le contour des maisons. Il sait à quoi il s’engage. Croit-il.
par les chercheurs de Tübingen a une résolution d’environ Pourtant, son opération dure huit heures. Des dizaines de
1500 pixels. D’après ses calculs, Böhm a besoin d’au moins médecins et d’assistants sont au travail. L’anesthésie est plus
40 pixels pour pouvoir déchiffrer une lettre. Cela devrait profonde que pour ses précédentes opérations. Après
donc marcher. L’œil artificiel devrait même être au moins l’opération, Böhm se retourne dans son lit sans parvenir à
aussi bon que son œil biologique restant. Il espère que son s’endormir. Son œil gauche est collé. Il sent sa blessure
cerveau parviendra à utiliser les impressions visuelles des suppurer au niveau de son visage. C’est sans doute aussi du
deux « yeux », et qu’il pourra ainsi avoir une meilleure sang, suppose-t-il. Pour la première fois de sa vie, il se dit
vision générale qu’avant. qu’il est tout à fait possible qu’il perde entièrement la vue. Il
Böhm a encore une autre raison pour participer à l’étude : a présumé de ses forces. Il ne peut pas voir l’écran de la
il croit au progrès et souhaite entrer en contact avec des télévision mais, tout au long de la journée, la chaîne N24 lui
gens qui mettent toute leur énergie, leurs connaissances et dépeint la façon dont on peut détruire le monde et lui
leur créativité pour permettre aux aveugles de recommencer explique pourquoi rien ne va en s'arrangeant. Bientôt, Böhm
à voir un jour. Il lui semble juste de se mettre à leur connaît par cœur tous les programmes.
disposition pour les aider dans leurs recherches.
bild der wissenschaft 11-2015 13
Titre Vie + Environnement VOIR
À 20 h 15 est prévu un reportage sur les pyramides Son épouse Waltraud l’accompagne à chacune des
d’Égypte. « Ça a été ma planche de salut ce jour-là », se séances, auxquelles il se rend du lundi au mercredi. Elle
souvient-il. Böhm reprend courage. Sa décision de l’encourage. « Ouvre bien ton œil », lui dit-elle,
participer à l’étude a été la bonne. remarquant que sa paupière gauche est un peu descendue.
Au bout de trois semaines, les médecins et techniciens Semaine après semaine, Böhm en découvre davantage à
activent l’alimentation électrique de sa puce. Derrière l’aide de son œil artificiel. À l’été 2014, il peut pour la
l’oreille de Böhm se trouve une bobine qui transmet le première fois lire douze lettres qui défilent rapidement,
courant à la puce que les médecins ont placée sous sa s’affichant seulement une demi-seconde chacune. Puis,
rétine, via un câble qui passe par la cavité oculaire puis pour la première fois, le signe plus s’affiche devant ses
traverse l’œil pour atteindre l’implant. La première chose yeux comme un signe unique, clairement reconnaissable,
que Peter Böhm perçoit dans son œil gauche est une tache pas sous forme d’une image double : son cerveau réunit
lumineuse rectangulaire, semblable à une étroite fenêtre en une seule image les impressions visuelles de l’œil
au bout d’un couloir. Est-ce réel ? Il ferme l’œil gauche et artificiel et de l’œil biologique, qui jusque-là étaient
cherche la tache avec son œil droit. Ce qu’il reconnaît là juxtaposées. « Mon moment le plus fort », commente
est peut-être de la lumière. Il ne sait pas. Mais il sait que Böhm.
les personnes équipées de la puce visuelle sont capables Alors qu’il se balade avec sa femme sur un chemin
de s’orienter sans aide dans un hôtel, au moyen des forestier, il parvient à distinguer au loin le ciel qui se
sources lumineuses. À l'endroit où il a vu de la lumière, découpe en V au-dessus des arbres. Il est heureux. La
une lampe est allumée, et normalement, aucun meuble ne puce lui permet de s’orienter. D’autres porteurs de la puce
fait obstacle. Celui qui suit la lumière trouve la sortie. éprouvent le même sentiment lorsqu’ils reconnaissent tout
à coup les marquages au sol sur la route ou le contour des
De mystérieuses images doubles maisons. Un autre porteur d’implant raconte qu’il s’est
entraîné à voir les objets sur une table, et qu’il trouve
Böhm perçoit les lettres comme des enseignes en néon maintenant les assiettes, les tasses, les couteaux, les
jaune, approximatives et illisibles, un peu comme les fourchettes et les cuillers sans difficulté. Böhm a une idée
sabres laser qu’il a aperçus dans Star Wars. Les images de ce qui est possible. Il rêve de pouvoir lire à nouveau les
que lui transmet son œil artificiel sont juxtaposées à celles lettres « Metallica » sur ses CD et de pouvoir à nouveau
de son œil biologique. Ainsi se forment de mystérieuses entendre ses chansons favorites, peut-être « Nothing else
images doubles matters », ou bien « Fade to black » – même s’il a depuis
« La puce n’offre pas une vision toute faite. Il faut longtemps copié ses morceaux sur ordinateur au format
s’entraîner », explique Böhm. Un bon mois après MP3.
l’opération, il commence l’exercice. Avec un appareil Pourtant, sa femme décède brutalement en
portable blanc, semblable à une Game Boy, il règle octobre 2014. Elle l’a toujours encouragé et soutenu, par
d’abord la luminosité du fond – de tamisé à éblouissant – exemple au moment des élections municipales de 2014. Il
puis ajuste, à l’aide d’un deuxième bouton, l’intensité de était alors candidat pour la SPD.
l’image. Dans la salle de rééducation de l’hôpital
Böhm exerce son œil
universitaire de Tübingen, les assistants cachent son œil artificiel en masquant
droit, afin qu’il ne voie qu’avec son œil artificiel. Ensuite, l’œil biologique avec
ils masquent des lignes horizontales, verticales et un cache.
diagonales de différentes épaisseurs. Böhm reconnaît
facilement les symboles. Suivent des perceptions en
mouvement : « Chute de neige d’en haut, d’en bas, de
côté », décrit Böhm. Pourtant, il a beaucoup de mal à
distinguer ces motifs sur l’écran.
Par amour pour lui, elle a fait 40 000 kilomètres par an
pour se rendre à son travail. Il n’avait jamais eu besoin
d’un chien d’aveugle ni d’une canne. Il ne sait pas non
plus lire le braille. Les Orientaux disent à leur bien-
aimée : « Tu es la lumière de mes yeux ». Pour Böhm,
c’était vraiment le cas.
À présent, s’il fait tomber une bouteille sur le parquet, il
doit chercher avec les mains dans chaque recoin pour
espérer enlever tous les bouts de verre. Et quand il se rend
dans le jardin, que sa femme entretenait toujours si
soigneusement, pour y sentir le parfum des fleurs, il doit
saisir chaque buisson et suivre une carte mentale pour
pouvoir retrouver le chemin de la maison. Auparavant, il
aurait su que sa femme n’était pas loin, et aurait fait appel
à elle.
L’œil artificiel ne compense pas le départ des personnes
bien aimées. Bien sûr que non. Ce ne sont que des images
schématiques que la puce envoie au cerveau. Il pourra
peut-être discerner un oiseau sur un étang, mais il ne peut
pas dire s’il s’agit d’un cygne, d’un canard ou d’une oie.
Il a un implant qui permet presque de doubler sa vision.
Pourtant, suite à la mort de sa femme, Peter Böhm sombre
dans une période d’obscurité psychologique. À quoi sert
la technologie de pointe, lorsque l’on perd le goût de
vivre ?
Il débranche la puce. Il ne s’entraîne plus à voir avec.
Le matin, son alliance au doigt, il se fait conduire à son
travail en taxi. Il fait aller.
L’entraînement, clé du succès Il s’oriente à l’aide
des sources
À un moment pendant cette période noire, bild der lumineuses :
Là où il y a de la
wissenschaft lui demande s’il voudrait raconter son lumière, il y a une
expérience avec la puce. À quoi bon ? Sa vie a subi une sortie.
profonde blessure, et la douleur est immense. Pourtant,
Peter Böhm réfléchit. Il pense aux autres personnes qui
ont perdu la vue et qui espèrent tant de la puce.
Il comprend ce qu’il a à faire : il veut aider les autres. À Sans le symbole réservé aux aveugles au revers de sa
cette femme qui souhaite retrouver les sous-bois dans la veste, on n’imaginerait pas qu’avec son œil biologique et
forêt, il doit dire qu’il y a selon lui peu de chance qu’elle son œil artificiel, il ne voit qu’à cinq pour cent.
y parvienne. Il doit répondre à un graphiste que l’implant « J’ai recommencé à m’entraîner avec la puce »,
ne lui permettra pas de conserver sa capacité de travail, explique Peter Böhm. Le soir, il allume l’implant et
parce qu’il ne reconnaîtra que des formes vagues. Au s’efforce de distinguer les sources lumineuses de son
quotidien aussi, de nombreux problèmes subsistent : appartement : téléviseur, ordinateur et lampes. Lorsqu’il
Même avec l’œil artificiel, on a vite fait de renverser un se concentre au maximum, il arrive même à distinguer la
verre. Pourtant, en s’exerçant avec la puce, on peut gagner personne qui parle à la télévision. Et il a désormais le
énormément en qualité de vie. Böhm accepte une courage de défricher de nouveaux chemins. Depuis
interview. quelques temps, Böhm s’est engagé comme médiateur à
Lorsque je le rencontre, en juillet 2015, il descend seul côté de son travail, car il sait qu’il peut s’en remettre
et d’un pas assuré l’escalier de l’hôtel Savoy à Berlin. Il a entièrement à son sentiment pour percevoir l’état d’esprit
réservé une place. Je ne sais pas où je dois me rendre. des gens, dont il ne perçoit que la silhouette.
Pourtant, Böhm me guide à travers le Salon, passant
parmi les tables et les chaises. Il ne demande de l'aide
qu'une seule fois, alors que nous sommes assis. Il dit : SUSANNE DONNER est
impressionnée par
« J’aimerais atteindre l’eau », et me remercie tandis que je l’assurance que manifeste
dépose le verre dans sa main. Dès lors, il sait où se trouve Peter Böhm. WOLFRAM
SCHEIBLE a photographié
le verre, car il l’a reposé lui-même, et n’a plus besoin Böhm à son travail
d’aide. et chez lui.
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Titre Vie + Environnement VOIR
Que la lumière
soit !
W. Scheible pour bdw
Les puces rétiniennes, les stimulations cérébrales et les impulsions
électriques rythmiques ont le potentiel de vaincre la cécité.
par Susanne Donner
Lorsqu’il parvint, à la fin du 18e siècle, à faire se contracter Les puces visuelles pourraient à l’avenir devenir aussi
des muscles de grenouille au moyen d’impulsions évidentes que le sont actuellement les implants cochléaires
électriques, Luigi Galvani était persuadé avoir découvert une pour les personnes sourdes.
mystérieuse force vitale. Il a ensuite poursuivi avec passion En octobre 2014, Eberhart Zrenner, de l’Université de
ses recherches sur l’électricité animale. Pourtant, le Tübingen (voir interview « C’est une autre forme de
phénomène n’est pas aussi magique qu’il paraissait au savant vision » p. 22 et suivantes) a présenté au congrès de la
italien. Tous les muscles réagissent aux impulsions Société Ophtalmologique Allemande les résultats d’une
électriques, y compris les muscles des êtres humains. S’il étude, publiée depuis, portant sur 29 patients atteints de
avait imaginé tous les progrès que sa découverte allait rétinite pigmentaire. Il s’agit d’une forme de dégénérescence
permettre d'apporter à la médecine, Galvani aurait sans doute de la rétine qui provoque la destruction des cellules
été vraiment électrisé. La rétine de l’œil est elle aussi photosensibles. L’implantation d’une puce visuelle pourrait
susceptible d’être excitée par des impulsions électriques, ce permettre à un quart d’entre eux de percevoir des
qui peut aider les aveugles à voir de nouveau. expressions du visage ou des lettres de quatre à
Actuellement, près de 50 personnes portent une puce huit centimètres. Un autre quart des patients pourrait par
visuelle de la société Retina Implant AG, basée à Reutlingen. exemple distinguer une fourchette et un couteau sur une
D’autre part, le produit concurrent du fabricant américain table, tandis qu’un autre quart pourrait s’orienter à l’aide de
Second Sight a été implanté à quelque 130 autres personnes sources lumineuses.
aveugles. Ces produits, avec d’autres dispositifs médicaux –
implantés en divers endroits de l’appareil visuel – pourraient Des déplacements plus sûrs
à terme permettre de vaincre complètement certaines formes
de cécité. Un immense espoir pour les quelque 40 millions Pour les personnes dont la vision est bonne, cela peut
de personnes aveugles dans le monde. sembler banal. « Mais mieux reconnaître son chemin parce
Le succès de la puce a que le contraste entre l’asphalte et l’herbe sur les bords est
En bref divisé la communauté plus net, c’est un progrès immense pour une personne
des ophtalmologistes. La aveugle. Elle est plus en sécurité dans ses déplacements »,
▶ Les puces visuelles permettront à l’avenir stratégie visant à explique Peter Walter, chirurgien à l’hôpital universitaire
de vaincre diverses formes de cécité. remplacer les fonctions ophtalmologique d’Aix-la-Chapelle. » « Il est surprenant de
perdues des cellules voir tout ce que permet de faire une très légère amélioration
▶ Pour rétablir la vision, les chercheurs visuelles par des de la vision », souligne Klaus Rohrschneider, Directeur du
activent également le nerf optique ou les composants service de Réhabilitation Ophtalmologique à l’hôpital
régions du cerveau chargées de la vision. électroniques est universitaire de Heidelberg.
considérée comme Pourtant, tous les patients n’ont pas eu cette chance. Chez
M. Steffen/laif
▶ Les impulsions électriques rythmiques prometteuse contre un quart d’entre eux, la puce n’a apporté aucun bénéfice. À
peuvent aider les personnes atteintes de plusieurs maladies l’évidence, les cellules de leur système visuel étaient trop
glaucome. provoquant la cécité. dégénérées ou la circulation du sang était entravée.
16 bild der wissenschaft 11-2015
Ouvrir les yeux le
matin et voir à
nouveau quelque
chose : les
scientifiques veulent
accomplir ce rêve des
aveugles (photo : un
examen de l’œil).
bild der wissenschaft 11-2015 17
Troubles de la vue : Des yeux
en bonne santé permettent de
distinguer clairement les
piétons et le cycliste (en haut
à gauche). Les personnes
atteintes de cataracte voient
la même scène mais elle est
floue (milieu). La
dégénérescence maculaire
provoque une perte de la
vision au centre du champ
visuel (à droite). En bas :
Chez les patients atteints de
rétinopathie diabétique, une
conséquence du diabète, des
secteurs de la rétine perdent
leur fonction (gauche). Au
stade avancé, le glaucome
conduit à une perte de la
vision périphérique (milieu).
La vision en tunnel (à droite)
survient chez les patients
atteints de rétinite
pigmentaire.
À cela s’ajoutent des restrictions techniques : la puce de Retina « Il faudra attendre que la technologie s’améliore avant de
Implant ne transmet des impressions visuelles que dans un champ l’envisager. La plupart des personnes atteintes de
visuel de 15 degrés d’angle. « Cela correspond à peu près à un dégénérescence maculaire liée à l’âge ne voient mal qu’au
rectangle de la taille d’un petit écran d’ordinateur portable, milieu de leur champ visuel. Par exemple, en regardant un pot
lorsqu’on se tient à distance normale », explique Zrenner. de confiture, ils ne peuvent pas lire l’étiquette. En revanche, ils
« Chez les premiers patients, la durée de vie moyenne des reconnaissent bien le miel et le pain à la périphérie. Pourquoi
implants rétiniens n’atteignait en moyenne que 200 jours devrait-on leur implanter une puce dans la rétine, qui ne peut pas
environ », relate le médecin. « Le plus souvent, l’électronique améliorer la vision ? »
tombait en panne. Mais nous avons maintenant résolu le L’implant conçu à Tübingen et son concurrent américain se
problème. » Son équipe teste actuellement une version améliorée, distinguent par leur principe de fabrication. La puce allemande
dont on peut attendre une durée de vie globale de cinq ans. est implantée directement sous la fovéa, la zone de la rétine où
la vision est la plus nette. La puce est équipée de 1500
Coordonner l’œil et la main photodiodes, qui remplacent les cellules visuelles défectueuses.
Elles convertissent les stimuli lumineux en électricité. Toutefois,
Les patients à qui la puce a été implantée doivent d’abord comme ces impulsions sont trop faibles pour activer les cellules
réapprendre à régler la main et l’œil l’un par rapport à l’autre. nerveuses, le courant produit par chaque photodiode est renforcé
Souvent, les aveugles tâtonnent longuement à la recherche d’un par un amplificateur. La puce étant située sous la rétine, on parle
interrupteur, ou bien leur main cherche dans le vide lorsqu’ils d’implant sous-rétinien. C’est pour l’instant le seul implant posé
veulent attraper une assiette. « C’est pourquoi nous devons directement dans l’œil et qui se déplace avec l’œil.
demander au patient de travailler longuement à désigner des Les Américains utilisent par contre un implant épirétinien qui
choses du doigt, et nous leur faisons regarder leur propre main, est placé dans l’œil sur la rétine, et qui envoie ses impulsions
afin que leur cerveau apprenne à fonctionner autrement », électriques par le biais de 60 électrodes. Les images proviennent
explique Zrenner. La véritable puissance de la puce visuelle d’une caméra vidéo, fixée hors du corps sur des lunettes. Les
dépend donc aussi de l’entraînement du porteur. Il est donc aveugles doivent porter ces lunettes afin de pouvoir utiliser leur
important que les patients passent plusieurs heures chaque jours à vision artificielle.
exercer leur vision. Malgré les différences entre leurs principes de
Pour l’instant, les puces ont surtout aidé les patients atteints de fonctionnement, ces deux systèmes produisent des images
rétinite pigmentaire. Pourtant, elles conviennent aussi en principe semblables, estime Walter : il s’agit de représentations
dans le cas d’autres causes de cécité, par exemple la constituées de points lumineux en noir et blanc, dans lesquelles
choroïdérémie, une autre maladie dégénérative de la rétine. Dans les gros objets très contrastés sont reconnaissables de manière
C. Molloy/SPL/Agentur Focus (6)
le cadre d’une étude clinique, l’entreprise américaine Second schématique. « Les deux produits s’amélioreront au fil du temps
Sight a implanté une puce à cinq patients atteints de et se développeront sur le marché », pronostique Walter.
dégénérescence maculaire liée à l’âge. Cette maladie provoque la
dégénérescence progressive de la rétine, et la vue se trouble
progressivement à partir du centre du champ visuel.
Les résultats de cette étude ne sont pas encore disponibles mais
Zrenner estime que l’utilisation de la puce dans cette maladie est
prématurée :
18 bild der wissenschaft 11-2015VOIR Vie +
Titre
Environnement
L’implant conçu à Tübingen présente l’avantage de
fonctionner sans caméra vidéo externe. En outre, la puce
visuelle se déplace avec le mouvement de l’œil, si bien que
l’œil artificiel « voit » là où le patient regarde. Avec le produit
concurrent conçu aux États-Unis, le porteur doit tourner la tête
afin que la caméra fixée sur les lunettes se dirige vers l’endroit
désiré par le patient. Elle est en revanche plus facile à
implanter, selon Walter. Selon lui, les implants présentent un
point faible : ils transmettent des excitations électriques aux
cellules nerveuses, quel que soit le niveau d’activité électrique.
« Par conséquent, les cellules bloquent parfois le courant et ne
transmettent pas le signal ». C’est pourquoi Walter travaille sur
une puce qui soit capable de prendre en compte l’électricité
disponible pour envoyer des impulsions calculées en
conséquence.
Activer le cortex visuel par des impulsions
électriques
D’autres scientifiques cherchent à stimuler directement le
cortex visuel du cerveau. Le principe repose sur une idée
ancienne : En 2000, le médecin américain William Dobelle
publie un rapport sur un patient âgé de 62 ans. Depuis plus de
20 ans, cet homme aveugle se retrouvait dans la mégalopole de
New York sans canne ni chien d’aveugle. Il prenait le métro et
pouvait se déplacer au milieu d’une foule. Contrairement aux
implants actuellement disponibles, son sens de la vue artificiel
transmettait les signaux électriques non pas dans sa rétine,
mais, via 64 électrodes, directement dans le cortex visuel du
cerveau. Une caméra montée sur des lunettes lui transmettait
les images sous forme d’impulsions électriques. « Cela donnait
des images semblables à un écran d’affichage LED – assez
grossièrement pixellisées. Mais apparemment, c’était
suffisant », relate David Rotermund, chercheur en physique
théorique à l’Université de Brême. Dobelle prévoyait un
modèle commercial de prothèse visuelle, avec plus de
Graphique : Retina Implant
500 électrodes. Toutefois, il est mort de façon brutale en 2004,
Argus II, Second Sight
et ses recherches sont tombées dans l’oubli.
« Nous voulons poursuivre les recherches de Dobelle, en
profitant de 20 ans de progrès de l’électronique », déclare le
Prof. Rotermund. Il n’est pas le seul.
La radiographie montre une bobine émettrice sur la
tête, reliée par un câble magnétique à une bobine Alimentation électrique
réceptrice placée sous la peau. Un fil électrique
alimente la puce visuelle de Retina Implant. Tandis
que la puce visuelle épirétinienne de la société Sclérotique
américaine Second Sight est placée sur la rétine Choroïde
(milieu), la puce sous-rétinienne de Retina Implant Électrode de
Rétine stimulation
est logée entre la rétine et la choroïde (figure de
droite).
Implant sous-
rétinien à la place
des cellules
photoréceptrices
dégénérées
Puce de
Stimulation
bild der wissenschaft 11-2015 19Titre Vie + Environnement VOIR
Image au microscope
électronique de la fovéa
centrale, la zone de la rétine
où la vision est la plus nette.
À l’aide d’impulsions
électriques rythmiques, il est
parvenu à réactiver les centres
de la vision dans le cerveau.
Pour cela, il a fixé des électrodes
sur et autour des yeux de 15
patients atteints de glaucome, et
a soumis la moitié du groupe à
un courant alternatif chaque jour
pendant 40 minutes. « On ne
sent pas les impulsions
électriques, mais les yeux
fermés, on voit de brefs éclairs
lumineux », explique Sabel. Au
bout de dix jours, le chercheur
dresse un bilan : chez les deux
tiers des patients,
la performance visuelle s’est
améliorée de 20 à 40 pour cent.
Au moins quatre instituts technologiques dans le monde Le cortex visuel et d’autres zones cérébrales impliquées
travaillent sur des puces visuelles corticales, dont le groupe dans la vision ont alors pu recommencer à fonctionner de
autour de Jeffrey Rosenfeld, de l’Université australienne de manière coordonnée. L’amélioration de la vision a duré
Monash, et l’équipe de John Rogers à l’Université de quelques mois. Sur la base de ces résultats positifs,
l’Illinois. Son collègue John Pezaris, du Massachusetts l’équipe a fondé l’entreprise Savir, qui propose le
General Hospital, expérimente en revanche la stimulation traitement au courant alternatif.
du nerf optique et du corps géniculé latéral, une région de D’ici à ce que les aveugles puissent voir leur monde en
l’encéphale où parviennent les informations visuelles couleurs, il s’écoulera encore des années. Dans la rétine,
transmises par les nerfs optiques. « L’avantage majeur différents cônes détectent les couleurs rouge, bleu et vert.
serait que l’on pourrait ainsi traiter toutes les formes de la Les électrodes de la puce visuelle devraient donc être
cécité, y compris celles dans lesquelles la rétine et le nerf connectées chacune à une cellule. « L’électronique n’a pas
optique sont lésés », explique Rotermund. C’est, entre atteint ce degré d’avancement », regrette Zrenner. « Nous
autres, le cas des cécités liées au diabète ou au glaucome. ne stimulons que de petits groupes de 15 à 20 cellules ».
Pourtant, dans le cortex, les informations visuelles sont Pourtant, Zrenner est conscient : « Le ’Miracle de Berne’,
très condensées. « Nous comprenons le ‘langage’ à ce en finale des championnats du monde de football 1954,
niveau beaucoup moins bien qu’au niveau de la rétine », était tout aussi enthousiasmant à l’époque de la télé en noir
P. Motta/Dept. of Anatomy/ University La Sapienza, Rome/SPL/Agentur Focus
explique Rotermund. Le problème tient aussi aux replis du et blanc, qu’une finale d’aujourd’hui sur écran HD. »
cortex, avec de nombreux sillons profonds. Les électrodes
doivent aller jusque là. Il faut également un implant
flexible. De plus, on a très peu d’espace entre le cortex et la Pour aller plus loin
boîte crânienne, si bien qu’il est difficile de loger la puce. INTERNET
C’est pourquoi Rotermund construit un implant utilisant Comment fonctionne les puces visuelles :
comme support des matériaux flexibles, comme le www.medizintechnologie.de/infopool/
polyimide et le parylène. medizin-technologie/2014/retina-implantate-
Bernhard Sabel, de l’Université de Magdebourg, travaille undmechatronische-augenlinsen
sur une autre technique pour traiter le glaucome. Il a
découvert que diverses régions du cerveau doivent Site Internet de la société Retina Implant AG :
travailler de manière synchrone au traitement des images. www.retina-implant.de
Suite à la survenue de la cécité, ces régions reçoivent
Site Internet de la société Second Sight :
moins d’informations et perdent la capacité de se www.secondsight.com
coordonner. « Comme l’amplificateur d’une chaîne stéréo,
ces zones sont chargées d’amplifier un signal faible pour le Eberhart Zrenner à l’Université de Tübingen :
rendre perceptible », relate Sabel. www.eye-tuebingen.de/zrenner
20 bild der wissenschaft 11-2015Titre Vie + Environnement VOIR
C’est une vision différenteEberhart Zrenner, ophtalmologiste de renommée internationale, parle
des options chirurgicales et des implants pour traiter la cécité.
Interview réalisée par Wolfgang Hess
M. Zrenner, combien existe-t-il de maladies Cette « puce-caméra », fixée sous la rétine, capte l’image
provoquant la cécité ? et la transmet aux neurones à l’intérieur de la rétine,
Des centaines, à tous les niveaux du système visuel. qui sont encore présents chez le patient atteint de
Pourtant, de nombreuses cécités sont provoquées par rétinite pigmentaire. Comme la stimulation électrique
des maladies rares d’origine génétique. Quelque des cellules nécessite de l’électricité, nous implantons
40 millions de personnes dans le monde sont privées derrière l’oreille du patient une bobine
de la vue. Chez les jeunes hommes, la rétinite électromagnétique, qui est reliée à la puce implantée
pigmentaire est la principale cause de perte de la dans l’œil et qui peut être activée de l’extérieur.
vision. En Allemagne, on estime qu’environ
1200 personnes chaque année perdent la vue à cause Quelles sont les perspectives d’avenir ?
de cela. Chez les personnes plus âgées, la principale Le développement d’implants de plus en plus petits et
cause de cécité est la dégénérescence maculaire liée à plus compacts. Dès que ces produits deviennent
l’âge. Cette maladie ne provoque pas la perte totale aisément manipulables par les chirurgiens en
de la vision mais les patients n’ont plus de vision ophtalmologie , ils s’imposent en général assez
fonctionnelle au centre de leur champ visuel. La largement. D’autres approches sont en cours de
dégénérescence maculaire liée à l’âge est responsable développement pour traiter la rétinite pigmentaire – par
d’environ dix pour cent des cas de cécité dans les pays la thérapie génique, l’implantation de cellules-souches
occidentaux. Les formes liées à la croissance de dérivées, le traitement par des facteurs de croissance.
nouveaux vaisseaux peuvent être maîtrisées à l’aide Pour l’instant, les seuls produits autorisés dont on
d’injections dans l’œil. En revanche, dans le cas de la dispose concrètement sont l’implant de 1500 pixels mis
dégénérescence maculaire dite sèche, il n'existe au point par notre équipe, ainsi que celui de la société
encore aucun traitement efficace. La proportion des américaine Second Sight, qui comporte 60 pixels.
cas de cécité liés au glaucome chez les patients âgés
est à peu près semblable à celle de la dégénérescence Comment les patients voient-t-ils suite à leur
maculaire liée à l’âge. opération ?
Du fait du nombre encore limité de pixels, la
Quel danger représente la cataracte ? performance visuelle est
L’opacification de la lentille oculaire n’est plus bien sûr limitée et correspond à peu près à une image en
vraiment un problème dans les pays développés, noir et blanc, vacillante et très floue, comme à l’époque
parce que l’on peut implanter des lentilles artificielles. des débuts du cinéma. Pourtant, pour une personne qui
Dans les pays économiquement moins développés, la auparavant était entièrement aveugle, la qualité de vie
cataracte est encore la cause numéro un de cécité est nettement améliorée. Entre attraper sa tasse de café
acquise. sans hésitation ou devoir la chercher péniblement à
tâtons, la différence est très importante. Certains
Quel rôle joue le diabète ? patients parviennent aussi à reconnaître
Les atteintes rétiniennes liées au diabète sont schématiquement des lettres affichées en grand ou des
également une cause fréquente dans les pays riches. visages.
Pourtant, la technique moderne au laser, et dans
certains cas aussi des traitements médicamenteux,
permettent de colmater les fuites des vaisseaux Comme un film flou
sanguins, et de bloquer la croissance vasculaire.
En Allemagne, combien de personnes perdent la vue
en noir et blanc
chaque année ?
Environ 17 000. Au total, l’Allemagne comprend Pour l’instant, 46 personnes ont reçu la puce
environ 120 000 aveugles, et chaque année, plus de visuelle. Au cours d’un entretien précédent, vous
Photos : W. Scheible pour bdw
1 000 personnes perdent la vue pour cause de rétinite avez indiqué qu’ils pourraient être des milliers d’ici à
pigmentaire. Ce sont alors les cellules 2020. Qu’est-ce qui vous permet de faire un tel
photoréceptrices qui dégénèrent. Les patients sont pronostic ?
jeunes et doivent souvent vivre un demi-siècle, voire Il s'agit d'une estimation. Ce chiffre provient de la
davantage, avec leur cécité ou avec une très forte société Retina Implant AG à Reutlingen, qui produit
perte de la vision. notre puce visuelle, et pourrait devenir une réalité si
le développement se poursuit au même rythme.
Et pouvez-vous aider ces personnes ?
Nous remplaçons les cellules photoréceptrices
naturelles dans l’œil par un champ visuel miniaturisé
équipé de 1 500 récepteurs photosensibles et bild der wissenschaft 11-2015 23
d’amplificateurs.Titre Vie + Environnement VOIR
Cette perspective encourageante résulte d’une analogie Il s’agit en fait de deux équipes. L’une provient du
avec les produits médicaux modernes mis sur le marché domaine de la chirurgie crânienne et de la chirurgie
récemment. Dès qu’un produit est disponible buccale et maxillofaciale. Cette équipe pose la bobine
commercialement et que le besoin est là, les chiffres réceptrice derrière l’oreille et le fil allant jusqu’à la
deviennent tout de suite très élevés. cavité oculaire, qui alimentent la puce en électricité.
Son travail dure environ deux heures. La deuxième
On entend dire que l’opération coûte 100 000 à 150 000 équipe prend ensuite le relais, et les chirurgiens de la
euros. C’est beaucoup d’argent. rétine implantent alors la puce et le câble sous la
Qui peut en avoir les moyens ? rétine. Ce travail dure en moyenne trois à
Pour l’instant, chaque implant est fabriqué à la main. cinq heures.
Dès qu’ils seront produits en série, les prix baisseront.
D'autre part, s’ils sont aussi chers à l'heure actuelle, c’est Pourquoi y a-t-il de telles différences entre les
parce qu’il faut payer le développement. En revanche, il durées d’opérations ?
suffit de regarder d’autres services médicaux pour voir Le positionnement de la puce est l'étape cruciale. Il
que ces coûts ne sont pas hors normes. Ainsi, un chien faut l’amener directement sous la macula, à l’endroit
d’aveugles coûte environ 40 000 euros, et les où la vision est la plus précise. C’est un travail très
traitements du cancer souvent bien plus, alors qu’ils ne délicat, au micron près, qui se fait au microscope, je
prolongent bien souvent la vie du patient que de trouve cela admirable.
quelques mois. Dans un État social, ces coûts sont pris en
charge par la collectivité, s’il est prouvé qu’ils sont Opérez-vous vous-même ?
efficaces et qu’aucun autre traitement n’est disponible. Je suis parfois présent, mais je n’opère pas moi-
même. Mon travail s'effectue avant et après
Concrètement, il y a donc des contrats avec les caisses l’opération. Je conseille les patients concernés et
d’assurance-maladie ? j’aide nos partenaires des autres centres à évaluer et
Oui. Pour un certain nombre de patients, les coûts à planifier les opérations. Je suis responsable du
dossier du patient avant l’intervention. Ensuite,
d’implantation du produit Alpha IMS de Retina Implant j’assure le suivi des patients en collaboration avec les
AG ou de notre concurrent Second Sight sont pris en médecins de l’étude. Le pilotage des procédures de
charge. l’étude lors de la première mise en fonctionnement
de la puce, environ deux semaines après l’opération,
Quelle partie de ce coût représente la puce ? constitue la partie centrale de mon rôle. Le patient
L’opération et l’hospitalisation coûtent environ doit être prévenu de ce à quoi il doit s’attendre. Ce
20 000 euros. Le reste correspond à la puce et à la n’est pas comme si la lumière se faisait tout à coup ; il
réhabilitation visuelle. voit plutôt des scènes en clair-obscur. Il doit
réapprendre à localiser les objets, à coordonner ses
Classiquement, comment est composée l’équipe mains et ses mouvements avec ses impressions
opératoire ? visuelles. Et il doit apprendre à régler sa puce en
fonction de son environnement lumineux.
Eberhart Zrenner
est depuis 1989 professeur d’ophtalmologie à l’Université
de Tübingen et directeur fondateur de l’Institut de
recherche en ophtalmologie. Zrenner (*1945) a d’abord
étudié l’électronique, puis la médecine à partir de 1967.
Après avoir obtenu son diplôme en médecine humaine à
la TU (Université Technologique) de Munich en 1974, il
passe en 1981 son habilitation en Physiologie à
l’Université de Giessen. De 1985 à 1989, il est professeur
d’ophtalmologie à l’Université Louis-et-Maximilien à
Munich. Zrenner a reçu de nombreuses distinctions,
notamment la Croix fédérale de chevalier de l’ordre du
Mérite allemand (2002), le Prix Karl-Heinz-Beckurts (2009),
le prix Hector-Fellow (2013) et plusieurs titres de docteur
Honoris causa. En collaboration avec Hugo Hämmerle,
Directeur de l’Institut de Sciences naturelles et de
Médecine de Reutlingen, il est le père de l’invention qui
permet aux aveugles de voir à nouveau. Zrenner et
Hämmerle ont obtenu en 2014 le Prix Reinhard von Koenig
pour la Technique et le Progrès.
24 bild der wissenschaft 11-2015Vous êtes donc non seulement le co-inventeur de Pourtant, aujourd’hui, seuls 46 patients ont été
la puce, mais vous vous impliquez aussi depuis opérés. Pourquoi pas davantage ?
des années comme coach pour les patients ? La mise au point d’innovations techniques en médecine
Oui. En tant qu’ophtalmologiste, je trouve cela très prend du temps. Le temps qu’un produit franchisse toutes
important, parce que les patients doivent réapprendre à les étapes jusqu’à l’autorisation et soit commercialisé, cela
voir. C’est une autre forme de vision que celle dont ils peut durer des décennies. L’efficacité d’un nouveau procédé
ont le souvenir. C’est très gratifiant d’accompagner les chirurgical doit d’abord être vérifiée au cours d’essais chez
patients dans l’utilisation de leurs nouvelles impressions l’animal, de même que la tolérance et la biostabilité. Rien
visuelles. Et l’observation attentive de nos patients est que cela dure déjà environ cinq ans. De la démonstration de
extrêmement riche d’enseignements, ce qui peut nous la faisabilité du principe jusqu’à l’implantation chez
aider dans la poursuite du développement de l’implant. l’Homme, il se passe au moins cinq ans, y compris la mise au
point technique et l’obtention de l’autorisation pour l’étude.
Comment les équipes opératoires sont-elles Ensuite, on commence par opérer un premier patient. Le
formées ? temps de mettre en place une étude clinique multicentrique
La pose de l’alimentation électrique est presque demande encore plus ou moins cinq ans.
standard car les chirurgiens connaissent la procédure
avec la pose d’implants cochléaires. Par contre,
l’implantation de la puce n’est pas standardisée.
C’est une performance chirurgicale de pointe. Tous les
futurs opérateurs commencent par être formés chez Une énorme amélioration
nous à Tübingen sur des yeux de porc. Les 27 premières
opérations ont toutes eu lieu à Tübingen. Pour cela,
nous avons fait venir des chirurgiens de l’étranger : de
de la qualité de vie
Londres, Oxford, Budapest, Singapour. Ils ont assisté à
l’opération. Lorsqu’ils réalisent leurs premières
Nous avons commencé en 1995. En 2000, nous savions que
opérations dans leur propre établissement, un de nos
cela pouvait marcher. En 2005, nous avons opéré le premier
chirurgiens de la rétine expérimenté vient également les
patient. En 2013, nous avons obtenu l’autorisation de
soutenir. À l’heure actuelle, nous avons huit opérateurs
commercialiser le produit.
expérimentés. À l’avenir, les chirurgiens de la rétine
expérimentés donneront des formations lors des grands
congrès d’ophtalmologie.
Qui finance un projet sur une si longue durée ?
Je suis très reconnaissant vis-à-vis du Ministère fédéral
allemand de la recherche, qui nous a soutenus pendant dix
Votre réussite tient au fait que vous avez compris
ans. À ce stade, on n’aurait jamais trouvé un autre
très tôt que les démarches de recherches les plus investisseur. En revanche, dès que la faisabilité est
prometteuses sont celles qui dépassent les démontrée, l’État réduit ou arrête son financement. Il faut
limites entre les disciplines. Hugo Hämmerle, qui alors recourir à des fonds privés. C’est ainsi que certains
a cofondé avec vous Retina Implant AG et qui chercheurs tombent dans un « trou noir » – et que de
siège avec vous au conseil de surveillance, est nombreuses idées disparaissent. Nous avons obtenu les
biologiste et biochimiste. Dans quelle mesure la fonds grâce à la création d’une société par actions, Retina
médecine en Allemagne est-elle
Implant AG. D’autre part nous avons eu la chance de
interdisciplinaire ?
rencontrer, à chaque fois que notre situation financière est
Partout où la technologie moderne entre en jeu, les
devenue tendue, des investisseurs privés généreux, qui
médecins travaillent volontiers et intensivement avec
attendent bien sûr à bon droit un retour sur investissement
des scientifiques, des informaticiens et des ingénieurs.
grâce au succès commercial du produit. Comme toutes les
C’est la même chose pour les pharmacologistes. Il est
bonnes pistes de recherche médicale n’ont pas la chance de
rare d’accomplir seul une avancée décisive. Pourtant, le
trouver de telles opportunités, j’ai créé en 2014, avec
début de ce type de collaboration est souvent difficile.
l’argent de mes récompenses, la Fondation pour l’innovation
On doit d’abord trouver un langage commun, et faire en
médicale, qui soutient les démarches de recherche
sorte que par exemple un chirurgien écoute en silence
prometteuses. D’autre part, un programme de cent jours est
ce que dit un électronicien et inversement, et qu’ainsi ils
proposé à dix start-ups interdisciplinaires à Tübingen. Ma
arrivent à se comprendre mutuellement. Dans notre cas,
fondation soutient cette « Start-up Summer School », et il est À lire dans notre
il a fallu presque un an pour que les différentes
enthousiasmant de voir la richesse des idées produites par prochain numéro :
spécialités parviennent à discuter ensemble. Par contre,
les équipes. Le Ministère fédéral de la recherche nous aide
ensuite, les innovations émanaient presque directement
beaucoup – nous bénéficions de conditions exceptionnelles, Les aveugles sont souvent
des discussions d’équipe. capables de s’orienter de
favorables à l’innovation, ici en Allemagne. Il suffit de
manière étonnante – à
trouver les bonnes personnes, qui ont la confiance l’aide d’astuces raffinées et
L’idée initiale de traiter la rétinite pigmentaire au d’entreprendre. de restructurations du
moyen d’un implant électronique, vous-même et cerveau.
Hugo Hämmerle l’avez eue il y déjà 20 ans.
bild der wissenschaft 11-2015 25Vous pouvez aussi lire
