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Home Mode La science du toucher : pourquoi ce sens est essentiel

Un après-midi de septembre 2018, six ans après l’accident de travail qui lui a coûté l’avant-bras et la main gauches, Brandon Prestwood se tient devant sa femme, entre rires et larmes. Dans le petit groupe réuni autour de lui, un téléphone portable était brandi pour enregistrer la scène : une jolie femme, un barbu avec une prothèse blanche allant du coude au bout des doigts, et des fils partant d’un ordinateur et passant sous la chemise du barbu pour monter jusqu’à son épaule.

Soyons précis : les fils traversent en fait sa peau. En d’autres termes, Brandon Prestwood – son corps, pas sa prothèse – se retrouve littéralement connecté. Dans des expériences audacieuses menées par un groupe international de neurologues, médecins, psychologues et ingénieurs biomédicaux, il a accepté que des chirurgiens de la Case Western Reserve University de Cleveland lui coupent le bout de son bras gauche et réparent de petits conducteurs électriques avec des nerfs et des muscles raccourcis. Les chirurgiens ont ensuite placé quatre douzaines de fils très fins à l’intérieur de son bras et à l’extérieur de son épaule. Maintenant, chaque fois qu’il enlève le patch qui les recouvre, Prestwood peut voir les fils sortir de sa peau.

« D’accord. Il y a des fils électriques. Ils sortent de mon bras », se dit maintenant Brandon Prestwood.

Depuis quelques mois, il se rend régulièrement à Cleveland pour demander à des chercheurs de l’aider à utiliser la prothèse expérimentale. Issu d’une nouvelle génération de membres artificiels, il possède un moteur interne et des doigts équipés de capteurs. Ces dispositifs intéressent au plus haut point les spécialistes de la rééducation, mais ce que l’équipe souhaite surtout étudier, ce n’est pas seulement l’amélioration du contrôle qu’offrent ces nouvelles prothèses. Au cœur de leurs recherches lors de la connexion des fils électriques de Brandon à un ordinateur se trouve l’expérience du toucher. Parce que cette interaction essentielle entre la peau, & # xD ;

les nerfs et le cerveau sont si merveilleux et complexes – pour comprendre, mesurer et & xD;

recréer d’une manière qui se sent … humaine.

Dans le Sensory Restoration Lab, des chercheurs de Case Western Reserve ont testé Brandon Prestwood. Les résultats sont encourageants, notamment – & # xD;

allongé alors qu’il fermait sa prothèse de main autour d’un bloc de mousse et de feutre & xD;

une poussée. Un picotement qui semblait provenir des doigts qu’il n’avait plus.

Connectés à un stimulateur informatique, des fils relient les signaux de l’épaule de Brandon Prestwood aux électrodes implantées dans la partie supérieure de son bras. Le tout, couplé à une prothèse expérimentale, permet à Brandon Prestwood – amputé de l’avant-bras après un accident – d’éprouver des sensations tactiles qui semblent provenir de sa main absente. Le tatouage honore l’un des deux enfants que lui et sa femme ont perdus à cause d’une infection du liquide amniotique.

Amy Prestwood n’avait jamais pu être présente avec son mari lors de ces séances. Ce n’est que dans l’après-midi de septembre qu’ils ont pu être ensemble lorsqu’il a utilisé la prothèse expérimentale qui lui avait été posée à l’épaule.

Brandon enregistre un enregistrement vidéo de ce qui s’est passé sur son téléphone. On y voit deux personnes se faisant face dans une grande salle, hésitantes et maladroites. Brandon & # xD;

regardant ses pieds, puis ses doigts artificiels et souriant. Avec son bras droit intact, il fait signe à Amy sur son côté gauche, comme pour dire : Viens ici.

Les publications sur le sens du toucher sont riches en nouvelles données scientifiques, conjectures et suggestions fantastiques pour l’avenir. Mais il y a quatre secondes dans cette vidéo que je vais décrire. Alors qu’Amy enroule ses doigts autour de la prothèse de Brandon, il relève brusquement la tête, ses yeux s’écarquillent, sa bouche grande ouverte. Amy le regarde, mais Brandon regarde droit devant lui sans rien voir. « Je pouvais le sentir, » me dit-il. J’ai ressenti quelque chose. Je l’ai touchée. J’ai pleuré. Je pense qu’elle a pleuré aussi. »

En fait, elle a pleuré. Le jour où il m’a montré la vidéo, nous étions en pleine pandémie de Covid-19. Tout le monde semblait essayer de comprendre comment approcher les autres, comment se toucher tout en réduisant la distance.

Vous vous souvenez peut-être des photos de personnes qui s’embrassent « en mode pandémie » – à travers des rideaux de douche ou des feuilles de plastique suspendues. National Geographic en a publié un particulièrement touchant. Séparées par un film transparent suspendu à une corde à linge, une femme et sa fille s’embrassent pour la première fois depuis des mois. Je connais ce sentiment : ma propre fille a improvisé quelque chose de similaire, après une saison de rencontres dans l’arrière-cour, et je me souviens encore de la douceur de cette étreinte. Comme à travers une barrière, oui. Bouclé, lisse, plastifié. Une étreinte bon marché. Mais mon « besoin », comme me l’a dit Francis McGlone, neuroscientifique à l’Université John Moore de Liverpool, au Royaume-Uni, était trop fort pour que je le remarque. « C’est comme un manque de vitamines », a-t-il ajouté. Vous devriez recharger. »

Les neurologues et les psychologues disposent désormais de marqueurs biologiques pour expliquer ce qui semble intuitivement évident pour beaucoup d’entre nous – que la plupart des gens ont besoin de la présence physique, du contact des autres, pour rester en bonne santé. A lire sur ce sujet :

« Le toucher est un aspect fondamental de l’interaction sociale, qui est un besoin humain fondamental. […] Le toucher social calme le destinataire dans les moments de stress […] en réduisant le niveau des hormones du stress […] stimule la libération d’ocytocine, un neuropeptide synthétisé dans l’hypothalamus. […] Des niveaux élevés d’ocytocine sont associés à une meilleure estime de soi, à des comportements coopératifs, au partage avec des étrangers, à une lecture plus efficace des sentiments des autres et à une résolution plus constructive des conflits. »

Ces quelques lignes sont tirées d’une affaire portée au niveau fédéral contre l’isolement cellulaire. Les avocats qui ont intenté une action en justice il y a dix ans au nom de détenus d’une prison de haute sécurité de Californie ont fait valoir que des années de pratique de l’isolement cellulaire équivalaient à une peine inconstitutionnelle parce qu’elle était cruelle, inhumaine ou dégradante. Le rapport d’expertise préparé par Dacher Keltner, professeur de psychologie à l’université de Californie à Berkeley, où il enseigne et dirige des recherches dans la science du toucher, fait désormais partie intégrante du dossier. « C’est notre langue la plus ancienne et, pourrait-on dire, la langue de base qui régit nos relations sociales », m’a-t-il expliqué.

Il voulait dire ici la première langue apparue au cours de l’évolution. Nous, les humains, avons probablement utilisé la « communication tactile » avant de commencer à comprendre la langue. Et individuellement, pour commencer : on sait maintenant que le toucher est la première sensation que perçoit un fœtus. A la naissance et dans les premiers mois de la vie, c’est le sens le plus important et le plus développé du nourrisson.

L’une des études psychologiques les plus influentes et les plus troublantes sur le toucher concernait des bébés, même si dans ce cas, il s’agissait de singes de laboratoire. À la fin des années 1950, une équipe de l’Université du Wisconsin, dirigée par le psychologue Harry Harlow, a retiré des macaques rhésus nouveau-nés de leurs mères et les a isolés dans des cages avec deux substituts vaguement en forme de singe. L’un était fait de fil de fer, l’autre recouvert de tissu éponge. Dans l’un des essais, seul le remplacement du fil a fourni du lait. Les bébés ont appris à se nourrir, mais dès qu’ils avaient fini de boire – et à chaque fois que les scientifiques leur présentaient un horrible monstre mécanique qui inclinait la tête – ils se précipitaient vers leur fausse mère en tissu tout en saisissant désespérément les morceaux de tissu.

Carrie Kubiak (au centre) travaille avec le chirurgien plasticien Theodore Kung pour déterminer où placer les fils d’électrode dans le bras de Neil Oldham. Chaque équipe expérimentant la restauration du toucher utilise une technique différente. Celui de l’Université du Michigan enferme les terminaisons nerveuses avec des morceaux de muscle. Ils se développent ensuite dans le muscle et des fils sont implantés dans les faisceaux encapsulés afin que la stimulation active le muscle et les nerfs.

À l’époque, Harry Harlow était considéré comme un hérétique. Les autorités occidentales influentes en matière d’éducation des enfants ont découragé les parents de toucher leurs bébés plus que nécessaire. Pour eux, câliner des enfants n’était qu’une bienveillance excessive.

Les expériences de Harlow sur les singes sont éthiquement inacceptables pour la sensibilité moderne, mais grâce à elles, nous savons maintenant à quel point les autorités de l’époque se sont trompées. Les bébés macaques, nos cousins ​​proches de l’évolution, avaient besoin de ce que Harry Harlow appelait le « confort de contact ». Ce besoin était si fort qu’ils ont renoncé à une source de nourriture stable au profit de la douceur au toucher.

Des études ultérieures ont multiplié les preuves de la puissance et de la chimie du confort tactile. Ainsi, des chercheurs travaillant sur des rats de laboratoire ont découvert que les manipulations douces et les animaux domestiques sont bénéfiques pour les rongeurs. Leur capacité à apprendre et à gérer le stress s’est améliorée. Le peau à peau apporte des améliorations spécifiques et mesurables à la santé des bébés humains : sur le rythme cardiaque, le poids ou la résistance aux infections. Les couveuses néonatales ont été conçues pour maintenir les prématurés et les nourrissons de faible poids à la naissance dans un isolement stérile protecteur. Cependant, certains hôpitaux traitent désormais ces bébés selon la méthode de « l’humour kangourou » : dès que possible après la naissance, les nouveau-nés sont placés contre le sein nu de leur mère pendant plusieurs heures.

Les bébés tenus peau à peau contre leur mère ont un accès permanent et immédiat au lait maternel et peuvent absorber ses micro-organismes protecteurs. Des études menées en milieu hospitalier ont également montré qu’un autre adulte peut utiliser temporairement la méthode de l’humour kangourou. La chaleur physique et le toucher d’une mère – ou d’un père ou de toute autre personne attentionnée qui fait preuve de la douceur requise – peuvent maintenir un nouveau-né en vie.

Veronica Santos a sorti quatre plaques d’un tiroir de son bureau et m’a dit : « Touche-les. Les yeux fermés.

Voici l’information que mes doigts m’ont donnée en quelques secondes : quatre assiettes, toutes en plastique. Trous en un. Une bosse sur l’autre. Courbes. Angles. Un carré en relief de la taille d’un timbre.

Si vous avez l’usage d’au moins une main, pratiquez ce type d’exercice cutané-cerveau instantané plusieurs fois par jour. En ce moment, si vous supposez que vous portez un vêtement, touchez-le : pantalon, chemise, pyjama, peu importe. Mais ne le regardez pas.

C’est exactement ce que m’a fait faire Veronica Santos, une ingénieure qui dirige le laboratoire de biomécatronique de l’Université de Californie à Los Angeles : décrire la texture de la jupe que je portais sans la regarder. Vous et moi avons probablement réagi de la même manière : nous avons déplacé le bout d’un doigt ou deux légèrement d’avant en arrière sur le tissu ou nous l’avons frotté entre le pouce et l’index.

J’ai entendu un jour un scientifique expliquer que nous, les humains, sommes enveloppés dans « une feuille incroyablement complexe, recouverte de capteurs » – la peau, la plus grande & # xD;

organe de notre corps. Sa couche contient des centaines de milliers de cellules réceptrices, réparties irrégulièrement à la surface du corps et dédiées à diverses tâches. Certains envoient des signaux liés à la température ou à la douleur au cerveau. D’autres semblent se spécialiser dans le fait de rassurer. Ceux qui sont concentrés dans les bras et le dos, par exemple, donnent une sensation agréable à la peau au toucher ou à la caresse.

Carrie Kubiak, stagiaire, examine Neil Oldham à l’hôpital de l’Université du Michigan avant d’implanter les fils d’électrode. Le chirurgien-chef Paul Cederna a marqué la peau à couper pour l’expérience, qu’il considère comme une « fusion entre l’homme et la machine ».

Après l’avoir laissé récupérer pendant l’été, les chercheurs ont suivi Neil Oldham jusqu’aux premiers tests. Sa prothèse n’a pas de capteurs tactiles – cette phase arrive bientôt. Mais parce que les chirurgiens ont implanté ses électrodes dans des faisceaux de terminaisons nerveuses enveloppées de muscles, Neil Oldham a découvert qu’il avait un contrôle cerveau-muscle remarquable sur sa main bionique. « Elle a fait ce que je lui ai demandé de faire », dit-il. Je ai été impressionné. »

Certains récepteurs envoient des informations au cerveau qui nous aident à savoir ce que nous touchons, ce que nous faisons et ce que nous utilisons. Ce sont les mécanorécepteurs. Leur densité est particulièrement élevée dans la peau des paumes et du bout des doigts. Ils travaillent pour vous – encore une fois, si vous avez l’usage d’au moins une main – en ce moment. Vous avez tourné les feuilles de cette feuille avec vos doigts, n’est-ce pas ? Essayez maintenant de plier une page. Ensuite, les yeux fermés, faites glisser votre doigt le long de ce pli sur la surface lisse au verso de la page. Laissez ensuite vos doigts trouver les coins des pages, la couverture, le verso de la feuille.

C’est fait ? Bien. Beaucoup de choses viennent de se passer de votre main à votre cerveau. La pression sur le bout de vos doigts, la légère déformation qu’elle provoque à leur surface, les vibrations que vous n’avez pas remarquées lorsque votre doigt a glissé sur les côtés – chacun de ces petits changements sur votre peau recouverte de capteurs a stimulé ses mécanorécepteurs. Quatre variantes de ces récepteurs tactiles ont été identifiées, chacune avec sa propre spécialité. Par exemple, les mécanorécepteurs sensibles aux vibrations sont activés lorsque vos doigts se déplacent sur du papier et du tissu. Les nerfs transportent ces signaux de la peau au cerveau, qui les trie et les comprend instantanément : Doux ! Une douceur différente ! Jeans! Velours côtelé!

Bien sûr, rien de tout cela ne se produit isolément. Le contexte – les odeurs, les sons, la mémoire – affecte l’ensemble. Je sais que c’est un pantalon en velours, car j’ai appris il y a longtemps à quoi ressemble un pantalon en velours. C’est pourquoi, selon le contexte, toucher la main d’une autre personne peut être agréable ou répulsif. « Toute notre perception repose sur notre expérience de toute une vie », explique Dustin Tyler, ingénieur biomédical à la Case Western Reserve University. « Le système avec lequel nous travaillons » – c’est-à-dire l’interaction entre les récepteurs, les nerfs et le cerveau – « absorbe constamment des informations, les classe, les relie, tire des conclusions et crée nous-mêmes. Il n’y a ni début ni fin à cela. C’est ce que nous essayons d’accéder. »

Dustin Tyler dirige l’équipe interdisciplinaire travaillant avec Brandon Prestwood et huit autres patients. Je lui ai demandé comment il était passé d’un diplôme d’ingénieur à l’expérimentation de la restauration sensorielle. Pour lui, « l’ingénierie électrique est incroyable », absolument comme les réseaux de neurones. Et, après tout, les réseaux de neurones fonctionnent grâce à l’électricité interne du corps : les impulsions électriques transportent des signaux vers le haut et vers le bas des nerfs. « J’étais fasciné par le cerveau », a-t-il ajouté. Je suis toujours surpris chaque jour quand je vois comment fonctionne la machine avec laquelle nous nous déplaçons. »

Le mariage entre les neurosciences et la technologie n’est pas nouveau. Au cours des années 1960 et 1970, par exemple, les chercheurs ont commencé à utiliser avec succès la stimulation électrique et les électrodes, implantées chirurgicalement ou fixées à la peau, pour activer les muscles des patients paralysés. Avant sa retraite, l’épouse de Dustin Tyler, Joyce, était ergothérapeute. Son travail avec des patients amputés a attiré son attention sur un défi comparable à la neurotechnologie du 21e siècle : qu’en est-il du toucher ? Dans leur recherche du « quasi-naturel », terme parfois utilisé lorsque de nouvelles technologies sont incorporées dans de nouveaux types de prothèses, les chercheurs pourraient-ils s’assurer que ces prothèses soient aussi perçues comme naturelles ? Un dispositif comprenant des capteurs intégrés reliés à des électrodes implantées pourrait-il permettre à un patient amputé d’avoir un sens du toucher similaire à celui ressenti avec une partie vivante de son corps ?

Selon des études de la Case Western Reserve University et d’une demi-douzaine d’autres centres de recherche, la réponse est oui. Enfin presque. « Nous avons constaté qu’il s’agit d’un défi pour tous nos patients. Lorsqu’on leur demande quel mot ils utilisent, le « point » revient le plus souvent. La plupart du temps, ils n’ont pas de cadre de référence. C’est différent de tout ce qu’ils ont ressenti auparavant », explique Dustin Tyler.

C’est comme une goutte d’eau froide, lui dit un patient. Ou la sensation de picotement ressentie lorsque le membre engourdi se réveille. « J’utilise parfois le mot ‘vibration’, mais c’est presque trop fort », m’a dit Brandon Prestwood. C’est comme si quelqu’un, avec la pointe d’une aiguille, sans essayer de piquer ma peau, venait de la toucher. »

Chaque centre expérimente sa propre configuration d’implants et de prothèses. Voici l’idée centrale : les nerfs d’un patient amputé – comme Brandon Prestwood, qui a perdu tout son avant-bras – sont raccourcis dans le reste. Cependant, ils sont toujours capables d’envoyer des signaux que le cerveau perçoit comme provenant du membre manquant, ce qui peut être une cause des sensations du membre fantôme.

Lorsque l’opération est terminée, douze broches – contenant chacune deux fils – traversent la peau du bras de Neil Oldham. Les chercheurs espèrent que la stimulation de ses nerfs et de ses muscles fonctionnera éventuellement avec les capteurs placés dans une prothèse, pour envoyer des signaux que le cerveau percevra comme provenant de la main manquante. « La régénération des membres serait idéale », avait déclaré Neil Oldham quelques jours plus tôt. Je suis un rêveur. »

L’astuce consiste donc à rétablir la signalisation. Les capteurs intégrés aux prothèses expérimentales peuvent convertir le contact avec une surface – un doigt prothétique qui touche une table, par exemple – en signaux électriques. Ces signaux envoient des données à un ordinateur, qui détermine quels nerfs stimuler pour que le cerveau perçoive le toucher au bon endroit – l’index ? vide? autre phalange dans l’annulaire? L’ordinateur envoie des impulsions le long de fils implantés dans le patient à une électrode qui stimule le nerf indiqué, qui transmet des impulsions électriques biologiques le long des nerfs. Le tour est joué : les informations sensorielles sont transmises au cerveau.

Pour les participants volontaires, jusqu’ici voleurs dans les hôpitaux de recherche aux Etats-Unis et en Europe, le processus demande de la patience : Car après une opération majeure, il faut passer de nombreuses heures dans les laboratoires à répondre à des questions tout en étant connecté à un ordinateur : « Comment vous sentez-vous ? « ,  » Et maintenant ? « . Brandon Prestwood, comme d’autres participants, m’a dit qu’il s’était principalement inscrit pour aider les scientifiques à comprendre comment la technologie évolue – et pour que d’autres amputés puissent un jour porter un membre presque naturel qui leur donne une sensation réelle.

« Je voulais juste voir si je pouvais faire avancer les choses », a déclaré Keven Walgamott, un agent immobilier dont le bras droit et le pied ont été partiellement amputés. En 2016, il a passé plus d’un an comme chercheur volontaire à l’Université de l’Utah : il s’est fait implanter temporairement des électrodes, dont certaines ont été développées sur place.

Au labo, connecté à un ordinateur, Keven Walgamott portait l’une des nouvelles prothèses sensorielles – surnommée « Luke » pour « Life Under Kinetic Evolution », mais aussi comme Luke Skywalker, le Jedi de Star Wars qui perd sa main après avoir été battu par un sabre laser dans un combat contre Dark Vador. À la fin de L’Empire contre-attaque, Luke possède une prothèse qui peut apparemment tout faire, y compris la sensation. Si vous tapez « Walgamott Eggs » ou « Walgamott Grapes » dans un moteur de recherche, vous verrez peut-être Keven Walgamott porter l’écoutille vers un laboratoire de l’Utah : concentré, sérieux, effectuant des tâches simples qui sont presque impossibles pour des mains privées de santé mentale. du toucher. Il soulève un œuf cru dans sa coquille, le plaçant soigneusement dans un bol. Il tient une grappe de raisin de la main droite, referme une prothèse de pouce et d’index autour d’un seul raisin et le desserre sans l’écraser. Des clips vidéo d’autres centres de recherche montrent plusieurs de ces petites victoires : Dans Case Western Reserve, un homme aux yeux bandés avec des doigts prothétiques sensibilisés parvient à presser et déchirer les tiges des cerises ; en Suède, un patient Chalmers travaille dans son garage en utilisant des outils utilisés à la fois par sa main prothétique et sa main naturelle.

On dirait qu’il garde un œil sur le sol, mais ce robot à quatre pattes n’a aucun sens visuel. Il se déplace en douceur sur un terrain accidenté, en partie parce que son intelligence artificielle répond aux signaux complexes envoyés par les coussinets de pression d’air sur ses pieds. « C’est à travers le toucher qu’il voit un obstacle », a déclaré Ashish Kumar, étudiant diplômé en ingénierie à l’Université de Californie à Berkeley. Ici, Ashish Kumar pousse le robot, construit dans le cadre d’une collaboration entre chercheurs.

Mais ce que beaucoup de ces bénévoles veulent avant tout ressentir, c’est le contact avec la peau humaine. « J’ai été étonné de voir combien d’entre eux cherchaient simplement un contact », m’a dit Dustin Tyler. Ce n’était pas fonctionnel. Mais juste : « Je veux tenir la main de ma femme ». »

Quand j’ai demandé à Brandon Prestwood, après m’être excusé pour le dégoût de ma question, pourquoi il était si important de sentir les doigts d’Amy autour de sa main gauche manquante alors que sa main droite intacte était là depuis le début. Il n’a pas été offensé. Il lui était difficile de trouver les mots, dit-il. Finalement, il y est arrivé: cela l’a fait se sentir entier. « Pendant six ans, je n’ai pas tenu la main de ma femme avec ma main gauche, et maintenant je le pouvais. Il y a un sentiment qui accompagne tout type de contact. C’est… ça se sent entier. »

Comment expliquez-vous la joie de toucher un être cher quand ce que vous percevez ressemble à une piqûre d’aiguille ? Et si un type particulier de choc transmis au cortex, dans de bonnes conditions, peut être détecté comme une pression de doigts humains, peut-il alors être transmis au cas d’individus séparés par la distance ? « Comment pourrions-nous faire ça ? » pensa Dustin Tyler. Cela va bien au-delà du domaine de la prothèse ! »

Ce qui nous ramène à Veronica Santos, dans son laboratoire rempli de robots à Los Angeles. La « biomécatronique », comme son nom l’indique, est un mélange de biologie et de mécanique, et l’ingénieur s’est spécialisé dans le développement de capteurs pour les mains des robots. Une grande partie de son travail vise à rendre ces machines plus utiles dans les environnements médicaux et les endroits dangereux pour les humains, comme le fond de l’océan. Mais il y a trois ans, elle a commencé à travailler avec Dustin Tyler sur des expériences de « tactile à distance ». Imaginez : une personne à Los Angeles, l’autre à Cleveland. Qui essaie de se serrer la main, à plus de 3 000 km.

Un robot participe à l’expérience. Les deux chercheurs ont décidé de m’y connecter pour jouer le rôle de la fin de Cleveland. Les chercheurs y réfléchissent généralement depuis des décennies : un individu dans un lieu donné reçoit ce qui ressemble à un contact physique d’un autre individu ou d’un objet situé ailleurs. Si vous avez déjà senti un téléphone portable vibrer, vous connaissez l’expérience : c’est un signal sans fil provenant d’ailleurs. Il entraîne un petit moteur qui active les mécanorécepteurs de la peau.

Margaret Malarney était une athlète de 14 ans avant de suivre un traitement contre un lymphome en 2020. Une hémorragie interne semble avoir endommagé son cerveau. Ses parents, John et Kate Malarney, se préparaient au deuil – jusqu’à ce que, lorsque Kate la serra dans ses bras, Margaret prononça son propre prénom. Aujourd’hui, l’adolescent progresse dans des classes spécialisées et bénéficie d’un protocole de rééducation qui comprend plusieurs séances de contact physique. Ici, Margaret travaille sur la colonne vertébrale avec la spécialiste du mouvement Polly Manke (à gauche).

C’est le mot « haptique », du grec haptikos, « capable de saisir », qui désigne cette fonction. Toute technologie conçue pour déclencher des sensations tactiles est donc haptique. Aujourd’hui, il est possible d’acquérir des gants de réalité virtuelle, à porter avec des lunettes de réalité virtuelle. Ils sont conçus pour que vos doigts et vos paumes ressentent une sorte de & xD;

contact lorsque vos mains virtuelles touchent des objets virtuels. Vous voyez un mur dans l’espace virtuel représenté par vos lunettes. Lorsque vous levez la main, votre main virtuelle est placée contre le mur et une force dans les gants la repousse pour créer l’illusion que vous ne pouvez pas traverser le mur. Ou vos doigts virtuels touchent un tracteur virtuel dans un champ virtuel et vos vrais doigts ressentent les vibrations du moteur.

Les passionnés de jeux vidéo constituent actuellement le plus grand marché pour ces gants – qui sont également utilisés pour rendre plus réalistes les dispositifs d’entraînement en réalité virtuelle, tels que les simulateurs de vol.

Mais comparée à la symphonie du toucher humain naturel, la technologie a encore un long chemin à parcourir. La métaphore n’est pas de moi, mais de trois scientifiques qui ont essayé de me faire comprendre la coordination orchestrale derrière les sensations que nous tenons pour acquises. « Je suis contente de cet équipement technique incroyable, mais au final c’est juste du bricolage que j’essaie de recréer ce que mon petit neveu a reçu à sa naissance il y a neuf mois, a admis Veronica Santos. Je me sens très humble de tout cela. » « 

Le jour où j’ai essayé de sentir le toucher de ses doigts à huit états de distance, l’ingénieur portait un t-shirt, un jean et un masque Covid-19. J’ai pu le voir, en direct et en 3D, à travers des lunettes de réalité virtuelle. Soudain, elle roula sur le côté, hors de ma vue. Qu’est-ce que j’ai vu maintenant ? Sol. Un pied du bureau, deux pieds dans les chaussures. Les pieds de Veronica ! J’ai levé les yeux avec mes lunettes. « Bonjour ! », me lance-t-elle.

En fait, c’était un robot assis sur des roues qu’elle venait de saluer. Un robot télécommandé qui, après être entré en collision avec les meubles du laboratoire de Los Angeles, s’est finalement arrêté pour pointer sa caméra sur elle. Pour utiliser le jargon des scientifiques : « J’incarnais » ce robot alors que je regardais à travers ses yeux, entendais à travers son microphone et étais ivre de l’homme qui le dirigeait maladroitement depuis Cleveland.

À l’ère des drones, il n’y a rien de vraiment extraordinaire à cela. Le nouvel aspect de ce qui venait de se passer était ma main droite, qui incarnait (encore cette expression) la main de métal et de plastique du robot à roulettes de Los Angeles. Deux disques de métal étaient accrochés à la paume de ma main gantée et à mon index. Des fils connectaient ces disques à un ordinateur du laboratoire qui était connecté via Internet au robot, dont les doigts étaient équipés de capteurs tactiles. Chaque fois que le robot touchait une surface, les capteurs envoyaient des impulsions à son cerveau de robot – son ordinateur. Ces impulsions ont traversé le pays, à travers les câbles du laboratoire jusqu’aux disques de ma main, à travers ma peau, puis le long de mes nerfs jusqu’à mon cortex somatosensoriel.

Brandon Prestwood a parlé de vibrations, mais plus faibles. Comme la pointe d’une aiguille. C’était le mot juste – plus de pression sur mes doigts alors que moi, ou plutôt le robot, refermai ma main autour du verre à vin en plastique sur la table à côté de Veronica Santos. L’expérience a été conçue pour suggérer que deux personnes célébraient un accord commercial à distance en portant un toast et en se serrant la main. Échec du toast – le robot n’arrêtait pas de laisser tomber le verre. Mais le chercheur dont j’avais provisoirement pris la place, Luis Mesias, étudiant diplômé de Case Western Reserve, était beaucoup plus doué dans l’art du contact à distance. Il avait appris à manœuvrer sa main gantée assez habilement pour ramasser le verre à Los Angeles par le pied et le cogner contre un verre que son homologue avait soulevé. A Cleveland, il a ressenti le petit choc. Menton.

Luis a joué le rôle du robot de laboratoire de Veronica Santos, épluchant une banane à distance. Et pressé, toujours à distance, un tube de dentifrice, avec la précision de qui va se brosser les dents. Si nous accordons suffisamment de temps à la recherche, nous pouvons imaginer un avenir où le toucher sera transmis aussi clairement que la vue et l’ouïe à la télévision — tout : travail, voyages, achats, réunions de famille. Lots de consolation : la sexualité. Soit des soins médicaux nécessitant un contact avec un médecin généraliste. Peut-être que dans le métaverse, le repaire virtuel qui passe de la science-fiction aux modèles commerciaux, quelque chose que nous prendrons sur notre corps réel – des gants, un costume, peu importe – convaincra notre cerveau que nous vivons vraiment comme des humains virtuels, des animaux virtuels, des choses virtuelles .

Peut-être. Si je n’avais pas regardé le visage de Veronica Santos sous la poignée de main… Si je ne lui avais pas serré la main droite et marché à ses côtés à Los Angeles et me suis familiarisé avec le timbre de sa voix… Dans un autre contexte, avais-je voulu dire , la vibration soudaine et la sensation de picotement sur ma peau n’auraient pas été égales à l’étreinte des doigts humains. Mais ça m’a coupé le souffle un instant. Je pouvais voir son visage alors qu’elle posait sa main nue sur celle du robot. Longtemps après, j’ai pensé à Brandon et Amy Prestwood, et à la force des bras de ma fille contre cette barrière en plastique, et à la façon dont l’esprit peut mélanger l’histoire et l’environnement avec des impulsions qui voyagent le long des nerfs.

Pourquoi le sens du toucher ?

Pourquoi le sens du toucher ?

Un simple contact avec la peau déclenche des messages neuronaux si complexes que les scientifiques commencent à peine à savoir comment les reproduire. Des chercheurs de l’Université Johns Hopkins explorent une approche utilisant l’e-derme, un matériau composé de couches sensibles à la pression. Attaché à une prothèse, il permet de transformer le contact avec une surface en une sensation que le cerveau traduit par le toucher.

Il y a deux ans, pendant les premières semaines du shutdown, un pasteur m’a parlé de ses premiers offices dominicaux à Zoom. Ce que ses congrégations ont le plus manqué, a-t-il dit, c’est le message de paix – les mots chuchotés « La paix du Christ soit avec vous » et la poignée de main rapide échangée entre deux personnes dans les rangées de chaises. À l’époque, il n’était venu à l’esprit d’aucun d’entre nous de s’interroger sur l’aspect biologique de ce contact, une déformation de deux secondes des cellules de la peau qui fait que les gens se sentent connectés les uns aux autres et à leur Dieu.

Quel est le rôle du toucher ?

Les diagrammes neuronaux qui sont maintenant collés sur les murs de mon bureau comportent de nombreuses notes explicatives – sites récepteurs, conduction des impulsions, etc. Quand j’ai demandé à Dustin Tyler quelle part de cela pouvait être bioconstruite – en d’autres termes, quelle part de la symphonie, via des électrodes corporelles et des ordinateurs ? – il m’a interrompu avant que j’aie fini de poser ma question. « ‘Reproduire’ est un terme dangereux », m’a prévenu le chercheur. Nous luttons beaucoup avec cela. Nous n’avons pas de véritables organes qui seraient nécessaires pour reproduire le schéma naturel. Nous utilisons donc généralement le terme « restaurer ». »

Comment décrire le toucher ?

Comment décrire le toucher ?

Voici la définition trouvée dans mon dictionnaire, une édition fabriquée en rouge, donnée par ma grand-mère il y a longtemps : « Restaurer : réparer, reconstruire, restaurer. Bien sûr, mon téléphone portable a des dictionnaires plus récents, mais j’ai toujours le gros volume à portée de main. Tout simplement parce que passer ma main sur sa couverture usée envoie une histoire à mon cerveau qu’il comprend.

J’ai vu Brandon Prestwood parler devant des scientifiques. Cela le stresse encore un peu, m’a-t-il dit, mais il a appris à leur dire simplement ce qui lui est arrivé et à ressentir leur attention renouvelée lorsqu’il arrive au moment où la poignée de main d’Amy.

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