Robotyczna ręka, tym razem z uczuciem

Duńczyk, który dziewięć lat temu stracił lewą rękę w wypadku z fajerwerkami, jest teraz w stanie odczuwać różnego rodzaju nacisk na trzy palce protezy, robotycznej dłoni. Prace obejmowały nowy rodzaj wszczepionego urządzenia, które dostarcza informację zwrotną bezpośrednio do pozostałych nerwów w ramieniu mężczyzny. Implant pozostawiono na miejscu przez 31 dni, co pozwoliło mężczyźnie odczuwać stopniowanie nacisku dotykowego w zależności od ilości dostarczonego bodźca elektrycznego.

Dzięki implantowi, który łączy się z nerwami w jego ramieniu, mężczyzna z ręką robotyczną może teraz odczuwać różne stopnie nacisku.

Prace przeprowadzone przez naukowców ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Lozannie w Szwajcarii przyczyniają się do niezwykłych ostatnich postępów w protetyce, która może przekazywać doznania. W innym projekcie naukowcy z Case Western Reserve University testują inny rodzaj implantu, który dostarcza różnego rodzaju doznań i jest przymocowany do ramienia mężczyzny z Ohio na 19 miesięcy. Ten implant nadal niezawodnie dostarcza wrażenia — takie jak dotykanie łożysk kulkowych, papieru ściernego lub wacików — w 20 miejscach na jego dłoni i palcach (patrz Sztuczna ręka z prawdziwymi uczuciami).

Aby osiągnąć swój wynik, szwajcarscy naukowcy wprowadzili elektrody do dwóch z trzech głównych nerwów ramienia pacjenta: łokciowego i pośrodkowego. Siły wykryte na czubkach palców sztucznej ręki są tłumaczone na bodźce elektryczne dostarczane do elektrod.

To było niesamowite, ponieważ nagle poczułem coś, czego nie czułem od dziewięciu lat – powiedział badany, Dennis Aabo Sørensen. wideo dostarczone przez szwajcarski instytut. Czułem rzeczy okrągłe, twarde i miękkie. Opinia była dla mnie zupełnie nowa. Nagle, wykonując ruchy, poczułem, co robię, zamiast patrzeć na to, co robię.

Szczegóły dotyczące szwajcarskiego implantu zostały dziś opublikowane w czasopiśmie Nauka Medycyna Translacyjna.

Stymulacja nerwu łokciowego wywoływała odczucia w małym palcu wskazującym mężczyzny, podczas gdy stymulacja w części środkowej powodowała odczucia w palcu wskazującym i kciuku. Naukowcy byli w stanie dostosować poziomy stymulacji, aby odpowiadały naciskowi wywieranemu na palec, wywołując wrażenia od najlżejszego dotyku do dużego nacisku. Co więcej, Sørensen był w stanie powiedzieć, z jaką siłą trzymał przedmiot, co pozwalało mu zapobiec ześlizgiwaniu się bez zbytniego ściskania. Sørensen mógł nawet stwierdzić, czy chwyta coś okrągłego, wykonanego z drewna, czy zwiniętego materiału — nawet z zawiązanymi oczami i noszącymi tłumiące hałas nauszniki.

To bardzo ważne, mówi Stanisa Raspopovic, naukowiec w Translacyjnym Laboratorium Inżynierii Neuronowej w szwajcarskim instytucie i jeden z badaczy projektu. To stopniowane odczucie odbywa się w czasie rzeczywistym i od razu może poczuć różnicę.

Szwajcarski instytut poinformował w komunikacie prasowym, że Duńczyk był pierwszym człowiekiem po amputacji na świecie, który poczuł w czasie rzeczywistym protezę o wzmocnieniu sensorycznym, ale inne takie próby są w toku. Najdłużej znajdowały się implanty u jednego z pacjentów Case Western w Ohio, Igora Spetica, 48-letniego mężczyzny, który stracił prawą rękę w wypadku przemysłowym.

Jack Judy , dyrektor Nanoscience Institute for Medical and Engineering Technologies na University of Florida w Gainesville i były kierownik programu US Defense Research Projects Agency pracujący nad interfejsami neuronowymi, mówi, że wyniki wyglądają dobrze na krótką metę, ale dodaje, że prawdziwe obawy to długoterminowa stabilność technologii. Mówi, że po ustaleniu długoterminowej wydajności nowego interfejsu neuronowego, to nowatorskie alternatywne podejście może znacznie poprawić jakość życia osób po amputacji.

Raspopovic mówi we wcześniejszych badaniach na szczurach, że szwajcarski implant działał od 9 do 12 miesięcy, dodając: Jesteśmy bardzo pewni, że może to trwać przez długi, długi okres.

Szwajcarskie badanie jest wynikiem współpracy o nazwie Lifehand 2, wykorzystującej robotyczna ręka , opracowywany przez kilka europejskich uniwersytetów i szpitali. Pacjent kontroluje ruch ręki za pomocą standardowej technologii, w której mięśnie kikuta aktywują mechaniczne części protezy.

Inne wysiłki podejmowane na całym świecie mają na celu poprawę kontroli protetycznej, na przykład poprzez zmianę okablowania włókien nerwowych w celu kontrolowania bardziej wyrafinowanych protez (zobacz Realistyczne ramię protetyczne ) lub poprawę interfejsów mózgowych, aby umożliwić kontrolę myśli (zobacz Mózg pomaga czterokończykom w poruszaniu się Ich myśli).

Susan Young przyczyniła się do powstania tej historii.

ukryć