Avec leurs six doigts, ils ont bluffé les experts

Lacer ses chaussures, faire tourner des objets dans la main, manipuler son téléphone portable… Des chercheurs suisses, allemands et anglais se sont penchés sur les capacités uniques de deux personnes dotées de six doigts à chaque main.

Plus de la moitié des membres de la famille étudiée ont six doigts à chaque main. Lors de la Coupe du monde en 2014, ils ont soutenu à leur façon le Brésil, qui espérait… un sixième trophée.

Plus de la moitié des membres de la famille étudiée ont six doigts à chaque main. Lors de la Coupe du monde en 2014, ils ont soutenu à leur façon le Brésil, qui espérait… un sixième trophée. Image: Stringer Brazil

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Naître avec six doigts à chaque main peut sembler être une «erreur de fabrication», mais cela peut en fait se révéler un avantage. La moitié des membres d’une famille sud-américaine possède cette particularité nommée polydactylie.

Ils intéressent des chercheurs qui ont découvert leurs impressionnantes capacités de manipulation. Les résultats de ces travaux menés notamment à Lausanne, au CHUV et à l’EPFL, pourraient aider au développement de membres artificiels. Ils viennent d’être publiés dans le journal «Nature Communications».

Vidéo tirée de l'article paru dans Nature Communications

En janvier 2016, des chercheurs de Fribourg-en-Brisgau (D), de Londres et de Lausanne se sont réunis pour analyser la possibilité de créer un troisième bras. «Nous nous demandions si notre cerveau pouvait s’adapter pour le contrôler, détaille Andrea Serino, du Département des neurosciences cliniques du CHUV. Nous avons pensé à étudier ces questions sur des personnes qui ont six doigts.» Deux représentants de la famille dotée de cette particularité, un fils et sa maman, ont donc été invités. Leur doigt en plus se situe entre le pouce et l’index. Anatomie, position dans l’espace, force, sensibilité, dextérité… Il a été observé sous toutes les coutures.

Des avantages, et pas d’inconvénients


Le doigt surnuméraire (DS) de ces personnes peut bouger dans deux directions, comme le pouce. Et comme l’index, il possède trois phalanges. Cela permet à ceux qui en sont dotés d’effectuer avec une seule main des tâches qui en exigent deux pour les pauvres humains à cinq doigts, comme lacer les chaussures. «Ils ont des capacités supérieures et les outils pour personnes à cinq doigts sont trop simples pour eux», note Étienne Burdet, professeur de robotique humaine à l’Imperial College London et originaire de Lausanne.

Ces facultés uniques ont surpris les experts. «Il semble que le DS ait pris le meilleur du pouce et de l’index, remarque Michel Akselrod, qui a collecté les données au CHUV. Il a des articulations, des muscles et des tendons supplémentaires qui sont bien formés.» Une vidéo montre les sujets qui font tourner un plat en verre sur lui-même, là encore avec une seule main. «Vous, vous en casseriez plusieurs avant de parvenir à cela.»

Vidéo tirée de l'article paru dans Nature Communications

Les gains dus à ce doigt sont-ils perdus ailleurs? Les chercheurs se posaient cette question, mais ils n’ont constaté aucun handicap. Les six doigts sont aussi forts que ceux de personnes qui en possèdent cinq. Et même si les mouvements sont plus complexes, ils sont aussi rapides. «Nous pensions que les perceptions tactiles seraient différentes, mais ce n’est pas le cas», ajoute Michel Akselrod. Il livre encore une anecdote. Le fils joue de la guitare et son professeur lui a forcément appris à le faire avec cinq doigts. «Eh bien, il parvient à ranger le sixième de manière qu’il ne le dérange pas.»

Le cerveau s’est adapté


Les chercheurs lausannois se sont intéressés en particulier au cerveau de ce garçon. Ils ont découvert que son activité cérébrale est similaire à celle de personnes «habituelles», mais avec des ressources supplémentaires dédiées au sixième doigt.

Les sujets étudiés parviennent ainsi à contrôler des mains plus élaborées que les nôtres sans présenter de déficits ailleurs. «En somme, le cerveau humain réussit à tirer parti de toutes les capacités du corps qui sont à sa disposition», résume Andrea Serino. Ces polydactyles ont toutefois grandi ainsi et leurs mouvements sont naturels. D’autres humains seraient-ils capables d’acquérir de telles compétences avec un membre artificiel? Pour l’instant, personne ne le sait. «Il y aurait probablement une différence car le cerveau a une capacité d’apprentissage particulièrement importante durant la petite enfance. C’est comme pour le tennis, vous ne deviendrez pas Federer en commençant à jouer à 20 ans», estime Andrea Serino.

«Il semble que le doigt surnuméraire a pris le meilleur du pouce et de l’index. Il a des articulations, des muscles et des tendons supplémentaires qui sont bien formés»

Cette étude n’en a pas moins déjà suscité de l’intérêt. «Nous avons notamment été contactés par une entreprise high-tech qui travaille sur le contrôle de membres artificiels, relève Étienne Burdet. Nos analyses pourraient aussi donner des idées pour des mains robotiques qui n’auraient pas nécessairement six doigts, mais par exemple deux qui pourraient bouger comme le pouce.» À Sienne (I), un groupe a développé un sixième doigt robotique pour aider des patients à prendre des objets après une attaque cérébrale. Et une équipe anglaise a créé un gant spécial, doté d’un sixième doigt qui peut être contrôlé en bougeant le pied. «Deux sujets l’ont utilisé durant deux semaines et des données préliminaires semblent montrer qu’ils réussissent à s’adapter», conclut Andrea Serino.

Pour en savoir plus, un article paru dans «Nature Communications», des vidéos et des expériences.


Une particularité génétique exceptionnelle

Les personnes qui viennent au monde avec plus de cinq doigts ou orteils sont dites «polydactyles». C’est le cas dans environ une naissance sur 500. Cette polydactylie a excité l’imagination des humains depuis au moins 2000 ans puisque l’on trouve dans l’Ancien Testament la mention d’un géant à six doigts. Le plus souvent, il s’agit toutefois d’un appendice supplémentaire formé d’os et de tendons, et qui n’a pas grande utilité fonctionnelle. Dans les pays développés, ces doigts sont souvent coupés à la naissance, sans forcément savoir s’ils sont fonctionnels.

Des schémas adaptés de l’article original, montrant la main avec les os en jaune et les tendons en turquoise. Les muscles liés au 6e doigt et au pouce sont en rouge et en vert. DR

Les personnes qui viennent d’être étudiées, elles, ont un sixième doigt parfaitement formé à chaque main et à chaque pied­. «Il s’agit d’un héritage génétique provenant de la maman», précise Michel Akselrod. Le fils a des mains plus grandes que la moyenne. Il a raconté aux chercheurs qu’il joue au football comme gardien et que c’est un plus. Pour les pieds, les avantages sont moins évidents et l’adolescent doit surtout acheter des chaussures plus grandes. Quoi qu’il en soit, cette famille est fière de sa particularité. Andrea Serino raconte ainsi que, lorsqu’elle était à Lausanne, la maman a obtenu les résultats d’une échographie de sa fille enceinte. «Elle a appris que le bébé aurait six doigts et elle était ravie.»

Créé: 13.07.2019, 23h18

Le troisième bras, science-fiction et réalité

Dans le monde, plusieurs groupes de recherche s’intéressent actuellement à la possibilité de créer un troisième bras. «Je suis certain que l’un d’eux parviendra à un résultat probant, commente Andrea Serino. Ensuite, la question est de savoir comment ce membre pourra être utilisé. Pour des tâches spécifiques et répétitives, c’est assez simple. Mais pour conduire par exemple une opération chirurgicale, c’est beaucoup plus compliqué.»
«Il s’agit en fait de robots attachés au corps, comme on porte un sac à dos», précise Étienne Burdet. Pourrait-on développer de véritables implants? «À ma connaissance, il n’y a pas de recherches dans cette direction, aussi bien pour des raisons éthiques qu’à cause des défis scientifiques.»
Un tel bras pourrait être employé par des personnes qui ont été amputées. On peut imaginer d’autres usages, qui ne visent pas à remplacer mais à ajouter des capacités. Des exemples? Il pourrait être utile à un chirurgien pour écarter des tissus pendant qu’il opère, à un maçon pour maintenir la surface sur laquelle il travaille ou pour effectuer des travaux dangereux comme le maniement d’explosifs. «On peut même imaginer un bras plus long qui serait employé pour travailler dans des tuyaux», conclut Michel Akselrod.

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