Twórcy protez ręki od zawsze starają się, aby ich produkty jak najbardziej przypominały prawdziwe ludzkie kończyny i umożliwiały użytkownikom funkcjonowanie w stopniu jak najbardziej zbliżonym do stanu sprzed amputacji. Obecnie dostępne na rynku protezy mioelektryczne pozwalają już na kontrolę ruchów protezy dzięki pomiarom aktywności mięśni przedramienia. Jest to pewne ułatwienie codziennego życia, jednak wciąż nierozwiązana pozostaje kwestia kwestia informacji aferentnych, umożliwiających percepcję dotykową. Użytkownicy takich protez muszą więc w dużym stopniu korzystać z informacji wzrokowych.

Zespół naukowców ze Szwajcarii, Włoch i Niemiec opracowało nowy rodzaj protezy dłoni. W celu jej zastosowania, po amputacji wszczepiono pacjentom specjalne elektrody do nerwów łokciowych i pośrodkowych. Umożliwiły one stymulację tych włókien i w konsekwencji – otrzymywanie informacji proprioceptywnej, o położeniu protezy dłoni w przestrzeni. Pacjenci musieli też odbyć szkolenie, dzięki któremu nauczyli się interpretować otrzymywane w ten sposób dane.

“Nasze badanie pokazuje, że substytucja sensoryczna oparta na stymulacji zewnętrznej może jednocześnie dostarczyć informacji zwrotnej o położeniu i dotykowych informacji zwrotnych w czasie rzeczywistym – mówi prof. Silvestro Micera, współautor badania. – Mózg nie ma problemu z łączeniem tych informacji, a pacjenci mogą przetwarzać oba typy danych w czasie rzeczywistym, z doskonałymi wynikami.”

Technikę tę zastosowano u dwóch pacjentów. Zostali oni następnie poddani szeregowi testów, które pozwoliły na ocenę sprawności, z jaką możliwe jest posługiwanie się protezą. Badano m.in. świadomość położenia poszczególnych palców w przestrzeni w trakcie wykonywania ruchów oraz dotykową ocenę wielkości trzymanych w sztucznej dłoni przedmiotów. Wyniki tych testów wykazały, że pacjenci uzyskali bardzo wysoką dokładność, zarówno jeśli chodzi o odbiór bodźców proprioceptywnych, jak i dotykowych.

“Wyniki te pokazują, że osoby po amputacji mogą skutecznie przetwarzać jednocześnie informacje dotykowe i dotyczące pozycji, otrzymywane za pomocą stymulacji zewnętrznej – mówi Edoardo D’Anna, współautor badania.”

Choć protezami nowej generacji posługuje się obecnie ograniczona liczba osób, wyniki tego badania są optymistyczne. Być może dalsze prace pozwolą w niedalekiej przyszłości na opracowanie protez, jakie występują w filmach i literaturze science-fiction, idealnie współpracujące z ludzkim ciałem i układem nerwowym, i – pod względem funkcjonalnym – niemal nie do odróżnienia od prawdziwych kończyn.

Bibliografia:
D’Anna E., Valle G., Mazzoni A., Straussa I., Ibirete F., Patton J., Petrini F.M., Raspopovic S., Granata G., Di Ioro R., Controzzi M., Cipriani C., Stieglitz T., Rossini P.M., Micera S. A closed-loop hand prosthesis with simultaneous intraneural tactile and position feedback. Science Robotics 2019

Dodaj komentarz