Fonctionnement et enjeux des implants rétiniens

Certaines personnes qui ont perdu la vue suite à la dégénérescence de leurs cellules photoréceptrices peuvent désormais bénéficier d’une rétine artificielle. Fixé sur ou sous la rétine, cet implant leur permet de percevoir à nouveau des signaux lumineux. Plusieurs systèmes sont en cours d’évaluation, et la recherche se poursuit pour améliorer leurs performances et la perception visuelle des patients.

Pour qui ? Indications et patients ciblés

Le dispositif de rétine artificielle s’adresse aux personnes aveugles dont les cellules photoréceptrices ont dégénéré, mais chez lesquelles les cellules nerveuses de la rétine et le nerf optique demeurent fonctionnels. C’est le cas des sujets atteints de rétinopathie pigmentaire ou encore de dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA).

La rétinopathie pigmentaire est une maladie génétique qui touche environ 1 naissance sur 4 000 (30 000 cas environ en France). Les patients vivent avec un champ visuel qui se réduit progressivement puis perdent la vue, généralement après 50 ans. La DMLA est quant à elle une maladie du vieillissement. Le champ de vision central est atteint, ce qui rend difficile la lecture ou encore la reconnaissance des visages. Un quart des plus de 75 ans est touché.

À ce jour, les implants sont posés chez des patients en stade terminal de dégénérescence rétinienne, les capacités fonctionnelles du tissu restant sont donc très limitées. Une opération plus précoce pourrait apporter de meilleurs résultats. Des études cliniques devront toutefois le prouver.

Principes biologiques et technique : comment la rétine artificielle remplace les photorécepteurs

Située au fond de l’œil, la rétine est composée de cellules sensibles à la lumière - les photorécepteurs (cônes et bâtonnets) - et d’un réseau de neurones. Les photorécepteurs transforment les signaux lumineux en signaux électriques qui sont acheminés jusqu’au cerveau via le nerf optique. Une défaillance des photorécepteurs altère donc la vue et peut conduire à la cécité. La rétine artificielle se substitue aux photorécepteurs.

Plutôt que d’évoquer une rétine artificielle, il faut donc parler de stimulateurs rétiniens, puisque le rôle de ces implants est de transmettre un signal aux cellules ganglionnaires et, de là, au nerf optique, puis au cortex. Les prothèses rétiniennes visent à se substituer à la disparition des couches externes de la rétine via une stimulation électrique au contact du tissu rétinien encore fonctionnel. Le courant électrique peut ainsi activer différents neurones du réseau rétinien (les cellules bipolaires, amacrines et horizontales, mais aussi ganglionnaires) pour converger jusqu’aux cellules de sortie du réseau rétinien, les cellules ganglionnaires.

Types d’implants : épirétinien vs sous-rétinien

Il existe deux types d'implants rétiniens: l'implant sous-rétinien et l'implant épirétinien.

Implant épirétinien : placé à la surface de la rétine, en contact avec les cellules ganglionnaires. Une caméra intégrée à une paire de lunettes capte les images et les transmet à un microordinateur porté par le patient. Celui-ci convertit les données visuelles en codes électriques envoyés sans fil à l’implant fixé sur la rétine. L’implant Argus II contient 60 électrodes, le modèle IRIS II en comprend 150.
Implant sous-rétinien : inséré derrière la rétine, à la place des photorécepteurs. Il contient de nombreuses photodiodes sensibles à la lumière qui transforment la lumière en courants électriques, amplifiés puis délivrés par des électrodes. Le dispositif allemand Retina Implant comprend jusqu’à 1 500 électrodes et autant de diodes sensibles à la lumière ; la pose de son câble d’alimentation externe est techniquement complexe.

Chaque type a ses avantages et ses limitations : les systèmes épirétiniens nécessitent une conversion externe de l’image, tandis que les systèmes sous-rétiniens cherchent à transformer la lumière directement dans l’œil. Les performances ne sont pas directement corrélées au simple nombre d’électrodes.

Fonctionnement concret du système PRIMA (ex-Pixium Vision / Science Corporation)

Des personnes atteintes d'une maladie dégénérative de la rétine peuvent espérer retrouver en partie la vue grâce à l'implant rétinien Prima, développé par la société Pixium Vision et testé par des chercheurs français. C'est un carré de 2 mm de côté pour 30 microns d'épaisseur, placé sous la rétine du patient lors d'une opération chirurgicale relativement simple. Cet implant est constitué de 378 éléments qui sont comme autant de pixels remplaçant chacun un photorécepteur. Ces photodiodes sont sensibles à la lumière infrarouge.

Pour que l'implant fonctionne, le patient doit donc porter une paire de lunettes un peu particulière équipée d'une caméra qui transforme la lumière visible en lumière infrarouge projetée directement sur la rétine, donc sur l'implant. Ce dispositif est complété par un petit boîtier de poche relié aux lunettes par un câble.

Résultats cliniques et preuves d'efficacité

Dans une étude publiée en décembre 2019 dans Nature Biomedical Engineering, Serge Picaud et ses collègues ont montré que cet implant permet de restaurer une acuité visuelle significative chez des primates non humains. Dans le cadre d'un essai clinique, cinq patients aveugles ont d'ores et déjà été implantés dans le service de José-Alain Sahel à la Fondation ophtalmologique Rothschild, à Paris. Trois d'entre eux ont pu récupérer une certaine acuité visuelle : ils sont en mesure de percevoir des signaux lumineux, d'identifier des formes et même des séquences de lettres de la taille d'un titre de journal.

La sécurité de l'implant ayant été validée, il s'agit désormais d'en évaluer l'efficacité à travers des essais cliniques de plus grande ampleur chez des patients atteints de DMLA. Ils devraient avoir lieu aux États-Unis et dans plusieurs centres en Europe. « Nous espérons aussi développer des pixels de plus petite taille afin d'en augmenter le nombre dans l'implant et que celui-ci ait encore une meilleure résolution », explique Serge Picaud. Cette évolution devrait permettre aux patients implantés de récupérer encore plus d'acuité visuelle.

Retour aux actualités Recherche / 20 octobre 2025 : la restauration d’une vision centrale chez des patients atteints de DMLA est possible. C’est ce qu’a démontré une étude clinique publiée le 20 octobre 2025 dans le NEJM. Grâce à l’implant rétinien sans fil PRIMA de Science Corporation, dont le développement est issu de plus de 20 ans de recherche translationnelle, plus de 80 % des patients ont montré une amélioration significative de leur acuité visuelle et ont pu lire des lettres, des chiffres et des mots.

Limites actuelles : résolution, diffusion des courants et intégration tissulaire

Les premières prothèses testées dans les années 1990 incluaient 16 à 20 électrodes. Elles en comportent actuellement jusqu’à 1 500, mais la perception visuelle des patients n’est pas liée directement au nombre d’électrodes. Les résultats montrent qu’il ne suffit pas de multiplier le nombre d’électrodes pour augmenter la résolution.

La résolution est restreinte par la surface de la rétine sur laquelle les cellules gliales forment une couche isolante entre les neurones et l’implant, rendant difficile la focalisation des courants électriques transmis par chaque électrode. En outre, les signaux diffusent de telle sorte que les stimulations produites par deux électrodes voisines se chevauchent. Pour améliorer la résolution, il est indispensable que chaque électrode reçoive et émette un signal électrique spécifique, et qu’elle stimule à son tour une zone indépendante de ses voisines, de façon extrêmement focalisée.

Des études expérimentales ont montré que la stimulation prothétique produit une activation corticale plus large et allongée que la stimulation visuelle naturelle, en partie à cause d’une diffusion latérale des courants de stimulation et du recrutement « en passant » des axones de cellules ganglionnaires. L’adaptation des patrons de stimulation, la spectroscopie d’impédance et la modélisation des courants ont permis de réduire cette étendue d’activation, mais le défi demeure.

Progrès technologiques et pistes d’amélioration

Miniaturisation et augmentation du nombre de pixels : les prototypes PRIMA « nouvelle génération » pourraient contenir 1 000 à 2 000 électrodes, voire plus, en visant des pixels de plus petite taille pour améliorer la résolution spatiale.
Implants 3D : les chercheurs développent des implants présentant des reliefs en forme de puits dans lesquels les neurones rétiniens peuvent se nicher, focalisant ainsi les stimulations électriques. Ces implants 3D ont montré, chez l’animal, une intégration des neurones et une modélisation des courants démontrant une meilleure résolution spatiale.
Nouveaux matériaux : améliorer les électrodes via des matériaux plus stables et biocompatibles, comme le graphène ou le diamant, afin de réduire la dégradation et l’intensité des charges électriques nécessaires pour stimuler les neurones.
Capteurs et traitement embarqué : pour contourner l’augmentation de la consommation énergétique liée à plus de pixels, l’Institut de la vision a développé un capteur d’information visuelle sans image intégré dans les lunettes, limitant la lourdeur du traitement de l’information visuelle.

Réhabilitation et apprentissage sensoriel

Dans tous les cas, les patients ne retrouvent pas leur vision d’antan. Il leur faut réapprendre une nouvelle façon de voir, en associant et en ordonnant les signaux lumineux perçus. Cela demande plusieurs heures quotidiennes d’exercices. Améliorer les protocoles de réhabilitation est un enjeu majeur : apprendre à un patient à reprogrammer lui-même son implant ou proposer des environnements de rééducation réalistes peut améliorer les performances fonctionnelles. L’entreprise Streetlab a par exemple construit une véritable rue artificielle à l’Institut de la vision pour le développement de ces protocoles.

Alternatives et approches concurrentes

Une technique en développement qui pourrait venir concurrencer la rétine artificielle est l’optogénétique. Cette stratégie consiste à introduire dans les neurones de la rétine une protéine sensible à la lumière (opsine) capable de créer un courant électrique à travers la membrane cellulaire. L’expression de ces protéines peut être obtenue en introduisant leur gène par un vecteur viral. Ainsi, les neurones d’une rétine « aveugle » peuvent redevenir sensibles à la lumière et transmettre à nouveau un signal électrique au cerveau. Des essais concluants ont été réalisés chez des souris aveugles, puis sur des rétines de primates. L’Institut de la vision travaille au développement d’une caméra asynchrone, portée par des lunettes, permettant de transmettre seulement certaines longueurs d’ondes non toxiques et capables de stimuler les opsines.

Risques, limites chirurgicales et tolérance

Ces appareils sont implantés par moyen d’une intervention chirurgicale présentant des risques, à la fois pendant l’intervention et pendant la période post-opératoire. Il est difficile d’intégrer correctement un élément inorganique avec des tissus vivants sans altérer l’homéostasie. La puce peut provoquer des cicatrices tissulaires, réduire la transmission du stimulus nerveux, et les décharges électriques continues peuvent endommager le tissu rétinien. Néanmoins, les prothèses rétiniennes, qu’elles soient épi- ou sous-rétiniennes, sont bien tolérées sur le moyen terme et apportent, par rapport à des patients non implantés, un léger bénéfice visuel dans les tâches de reconnaissance d’objets.

État actuel des essais et perspectives cliniques

En France, une vingtaine de personnes atteintes de rétinite pigmentaire ont bénéficié de l’implantation du système Argus II, grâce au forfait innovation du ministère de la santé. Ces patients arrivent à percevoir des signaux lumineux et certains peuvent se déplacer seuls, repérer une porte ou une fenêtre, visualiser des passages piétons ou suivre une ligne sur le sol. Parmi eux, certains parviennent à lire, sur un écran d’ordinateur, des mots à gros caractères. Il existe toutefois des différences importantes dans les résultats obtenus, probablement liées à la variabilité de l’état de conservation du tissu rétinien.

Les résultats récents publiés dans le NEJM montrent que l’implant PRIMA sans fil peut restaurer une vision centrale fonctionnelle chez des patients atteints d’atrophie géographique due à la DMLA, avec plus de 80 % des patients montrant une amélioration significative. Ces résultats représentent un succès pour la recherche translationnelle et ouvrent la voie à des essais cliniques plus larges et à une disponibilité commerciale future, même si l’on devra attendre encore quelques années pour une diffusion plus large.

DMLA : une rétine artificielle pour retrouver la vue | France 3

Enjeux scientifiques et défis à venir

Obtenir une résolution suffisante (estimée entre 600 et 1 000 pixels) pour permettre la lecture fluide, la reconnaissance des visages et une autonomie complète.
Rendre indépendantes les électrodes afin d’éviter la diffusion des courants et le chevauchement des stimulations.
Améliorer les matériaux et la durabilité des implants pour minimiser la dégradation et l’effet néfaste sur les tissus.
Optimiser les protocoles de réhabilitation pour accélérer l’apprentissage cortical et maximiser l’usage fonctionnel de l’implant.
Concilier puissance de calcul, consommation énergétique et portabilité des systèmes embarqués.

Tableau récapitulatif des dispositifs disponibles et caractéristiques

Dispositif	Position	Nombre d'électrodes / diodes	Besoin de lunettes
Argus II (Second Sight)	Épirétinien	60 électrodes	Oui (caméra)
IRIS II (Pixium Vision)	Épirétinien	150 électrodes	Oui (caméra)
Retina Implant AG (Alpha-IMS)	Sous-rétinien	~1 500 diodes/électrodes	Non (mais câble d'alimentation)
PRIMA (Science Corporation)	Sous-rétinien	378 éléments (prototype), évolutions prévues	Oui (lunettes infrarouges)

Vers quelles perspectives thérapeutiques ?

Les implants rétiniens ne rendent pas une vision normale mais offrent, pour certains patients, une vision partielle et fonctionnelle : repérer des sources lumineuses, distinguer des contours, lire des lettres de grande taille, ou retrouver une meilleure autonomie dans la mobilité. Les progrès de la micro-électronique, des matériaux, des stratégies de stimulation et de la réhabilitation laissent entrevoir qu’à terme des solutions plus performantes permettront de meilleures capacités visuelles.

Parallèlement, la thérapie génique et la thérapie cellulaire (transplantation de cellules souches) représentent des alternatives prometteuses qui, en restaurant la fonction cellulaire ou en remplaçant les cellules mortes par des cellules vivantes, pourraient traiter la maladie à sa source. Ces approches progressent rapidement en ophtalmologie et pourraient, à terme, compléter ou concurrencer les implants rétiniens.

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