fbTrack
REKLAMA
REKLAMA

Nauka

Prawdziwe czucie w sztucznej ręce

Rzeczpospolita
Najnowocześniejsze protezy kończyn będą przekazywać do mózgu sygnały czuciowe
Proteza reagująca na dotyk to nie fanaberia: sprawne posługiwanie się ręką wymaga informacji zwrotnej, czyli czucia. Kiedy chwytamy szklankę, musimy czuć ją w dłoni, bo inaczej ściśniemy ją za mocno i pęknie. Wzrok nigdy nie jest w stanie w pełni wrażeń dotykowych zastąpić.
Dzięki pomysłowi Todda Kunikena, naukowca z Instytutu Rehabilitacji w Chicago, protezy wkrótce będą po pierwsze, reagować na impulsy nerwowe, po drugie, odbierać sygnały czuciowe i przesyłać je do mózgu. Jak tłumaczy naukowiec, kiedy człowiekowi amputują rękę, pacjent traci kości, skórę, mięśnie itp. – ale informacja, która umożliwia poruszanie kończyną, nie zostaje utracona. Pacjent wciąż ma sprawne obszary mózgowe odpowiedzialne za poruszanie kończyną, ma też nerwy prowadzące z mózgu do kończyny, choć kończą się one blizną. Kuniken wpadł na pomysł, by nerwy, które pierwotnie łączyły mózg z ręką pacjenta, wyłuskać z kikuta i poprowadzić do klatki piersiowej. Tam nerwy te są przyłączone do mięśni. Kiedy pacjent myśli o tym, że chciałby poruszyć ręką, jeden z mięśni na jego piersi kurczy się. Te skurcze są odczytywane przez specjalne elektrody. Mięsień jest czymś w rodzaju wzmacniacza sygnału. Prąd który przepływa przez nerw, jest bardzo słaby. Impuls, który płynie przez muskuł, jest znacznie silniejszy. Odczytać taki wzmocniony sygnał jest dużo łatwiej. Kilkadziesiąt elektrod na klatce piersiowej pacjenta przekazuje odczytane sygnały do protezy. Tam mikroprocesor interpretuje impulsy i wydaje rozkazy silniczkom mechanicznej ręki. Pierwsi pacjenci już posługują się wynalazkiem Kunikena. Potrafią bez problemu zaciskać i otwierać dłoń, a także prostować i zginać łokieć. Takie protezy nosi już kilkanańcie osób. Operację przekierowania nerwów przeprowadzono u nich 9 – 15 miesięcy po amputacji. To bardzo ważny szczegół, oznacza, że układ nerwowy zachowuje zdolność kierowania kończyną jeszcze długo po jej stracie. W przyszłości pacjenci będą też mogli wykonywać bardziej skomplikowane ruchy. Naukowiec twierdzi, że jest w stanie odczytać intencje pacjenta dotyczące ruchu ręką w 95 proc. Przeprowadził badania na swoich pacjentach. Poprosił ich, by wyobrazili sobie, że poruszają ręką i dłonią na 16 różnych sposobów. Jednocześnie odczytywał sygnały płynące z elektrod na klatkach piersiowych pacjentów. Teraz wystarczy odpowiednio przebudować i przeprogramować protezę. Już wkrótce pacjenci będą mogli ruszać poszczególnymi palcami. To nie wszystko: oto Kuniken wzbogacił swój wynalazek o czucie. Informuje o tym najnowszy numer czasopisma „Proceedings of the National Academy of Science”. Procedura była podobna, polegała na przekierowaniu nerwów z kikuta do klatki piersiowej. Były to te same nerwy: łokciowy, promieniowy i pośrodkowy. Utworzyły one spójny system z nerwami wcześniej obecnymi w skórze na piersi pacjenta. Kuniken przeprowadził testy na dwóch ochotnikach, mężczyźnie i kobiecie. Oboje byli po amputacji ręki. Nerwy nie od razu zaczęły funkcjonować w nowym miejscu. Dopiero po około pięciu miesiącach efekt operacji stał się widoczny. Podczas badań pacjenci dotykani byli w różnych miejscach klatki piersiowej – i odczuwali to tak, jakby ktoś dotykał ich dłoni. Rozmaite punkty na piersi odpowiadały różnym punktom na palcach, grzbiecie dłoni, jej wewnętrznej części i nadgarstku. Zespołowi Todda Kunikena pozostaje takie przebudowanie protezy, by, dotknięta, wysyłała odpowiedni sygnał do klatki piersiowej pacjenta. – Wyniki naszych badań umożliwią stworzenie takiej protezy, w której pacjent będzie miał czucie jak we własnej kończynie. Todd Kuniken wpadł na pomysł przekierowania nerwów ręki do klatki piersiowej jeszcze jako student w latach 80. XX wieku. Wtedy nie tylko jemu marzyła się proteza sterowana myślą – parę lat wcześniej wszedł na ekrany film „Gwiezdne wojny”. W jego ostatniej scenie Luke Skywalker przechodzi nieskomplikowany zabieg: do kikuta, który pozostał mu po odciętej przez Lorda Vadera ręce, zostaje doczepiona proteza. Pacjent porusza po kolei palcami mechanicznej dłoni, aby sprawdzić, czy została zamontowana prawidłowo. Wszystko wskazuje na to, że kiedyś sceny podobne do tej rozgrywać się będą naprawdę – w klinikach chirurgicznych. Kolejny sen twórców literatury i filmów science fiction spełnia się na naszych oczach. Pacjenci dotykani w różnych miejscach klatki piersiowej odnosili wrażenie, że ktoś dotyka ich dłoni
Źródło: Rzeczpospolita
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
NAJNOWSZE Z RP.PL
REKLAMA
REKLAMA