Dirbtinė ranka su tikru jausmu

Nauja nervinė sąsaja suteikia protezuotos galūnės lytėjimo pojūtį. 2014 m. vasario 18 d





Igorio Spetic'o ranka buvo kumštyje, kai prieš trejus metus ją nukirto kalimo plaktukas, kai jis savo darbe gamino aliuminio reaktyvinę detalę. Po kelių mėnesių jis jautė fantominę galūnę vis dar suspaustą ir pulsuojančią iš skausmo. Kai kuriomis dienomis jautėsi taip pat, kaip susižalojus, prisimena jis.

Igoris Speticas nelaimingo atsitikimo darbe neteko rankos. Dabar jis yra vienas iš pirmųjų žmonių, atgaunančių tikroviškus pirštų pojūčius dėl nervinių sąsajų (žemiau), implantuotų į ranką.

Netrukus jis gavo protezą. Tačiau tokiems amputuotiems pacientams kaip Spetic tai yra daugiau įrankių nei galūnės. Kadangi protezai negali perteikti pojūčių, juos nešiojantys žmonės negali pajusti, kai ką nors numetė ar sutraiškė. Dabar 48 metų Speticas kai kuriuos pojūčius atgauna per elektrodus, prijungtus prie likusių rankos nervų. Speticas yra vienas iš dviejų žmonių, dalyvaujančių ankstyvame teismo procese, per kurį jis iš savo namų Madisone, Ohajo valstijoje, nukeliauja į Klivlando veteranų reikalų medicinos centrą. Rūsio laboratorijoje jo protezuota ranka yra pritvirtinta jėgos jutikliais, kurie yra prijungti prie 20 laidų, išsikišusių iš viršutinės dešinės rankos. Tai veda prie trijų chirurginiu būdu implantuotų septynių milimetrų ilgio sąsajų, kurių kiekvienas yra po aštuonis elektrodus, įdėtus į polimerą, kurie supa tris pagrindinius Spetic dilbio nervus.



50 protingiausių įmonių 2014 m

Ši istorija buvo mūsų 2014 m. kovo mėnesio numerio dalis

  • Žr. likusią numerio dalį
  • Prenumeruoti

Ant stalo esanti neapsakoma balta individualios elektronikos dėžutė atlieka labai svarbų darbą: informaciją iš Spetic protezo jutiklių paverčia elektros impulsų serija, kurią sąsajos gali paversti pojūčiais. Ši technologija kuriama 20 metų, sako tyrimo vadovas Dustinas Tyleris, Case Western Reserve universiteto biomedicinos inžinerijos profesorius ir neuroninių sąsajų ekspertas.

Kairėje: norėdamas įvertinti savo jutiminį grįžtamąjį ryšį, jis paima prie stalo su magnetais laikomus blokus.

Teisingai: Atkūręs pojūtį, jis net užrištomis akimis gali skinti vyšnias ir pašalinti stiebus 93 procentus laiko net nesutraiškęs.



Nuo vasario mėnesio implantai buvo vietoje ir gerai atliko tyrimus daugiau nei pusantrų metų. Tylerio grupė, remdamasi ilgus metus trukusiais neurologijos tyrimais apie signalizacijos mechanizmus, kuriais grindžiamas jutimas, sukūrė elektrinių impulsų, skirtų rankos nervams, modelių biblioteką, kurios stiprumas ir laikas skiriasi. Speticas sako, kad šie skirtingi stimuliavimo modeliai sukuria skirtingus ir tikroviškus jausmus 20 dėmių ant jo protezuotos rankos ir pirštų. Pojūčiai apima rutulinio guolio paspaudimą, rašiklio galiuko paspaudimą, šepetį į vatos gumulėlį ir švitrinio popieriaus lietimą, sako jis. Stebinantis šalutinis poveikis: pirmąją bandymų dieną Speticas sako, kad jo fantominis kumštis jautėsi atviras, o po kelių mėnesių fantominis skausmas išnyko 95 procentais.

Šią dieną Spetic susiduria su paprastu iššūkiu: pamatyti, ar jis jaučia putplasčio bloką. Jis užsideda užrištomis akimis ir triukšmą slopinančias ausines (siekdamas įsitikinti, kad pasikliauja tik lytėjimo pojūčiu), o po to gydytojas laiko bloką savo plačiai atmerktoje protezinėje rankoje ir baksteli jam į petį. Spetikas uždaro savo protezą – užduotį, kurią įgalina esamos komercinės sąsajos su likusiais rankos raumenimis – ir praneša tą akimirką, kai paliečia bloką: sėkmę.

Nors rezultatai yra daug žadantys, moksliniai tyrimai, susiję su chirurginiais implantais, atima daug laiko. Tikėtina, kad bandomojo tyrimo užbaigimas, stimuliavimo metodų tobulinimas ir visų klinikinių tyrimų pradžia užtruks 10 metų. Taileris taip pat baigia kurti implantuojamą elektroninį prietaisą, skirtą dirgikliams teikti, todėl tai ne tik ant suoliuko laboratorijoje, bet ir ilgainiui patenka į namus, sako jis. Jis dirba su protezų gamintojais, siekdamas integruoti jėgos jutiklius ir jėgos apdorojimo technologijas tiesiai į būsimas įrenginių versijas.



Kairėje: valdymo dėžutės perduoda signalus į Spetic rankos nervus supančius elektrodus, sukurdamos prisilietimo pojūčius.

Dešinėje: šis prietaisas galiausiai gali būti implantuotas į jo ranką, pakeičiant laboratorinę įrangą, skirtą signalams perduoti. Jėgos jutikliai ir apdorojimo technologija galėtų būti integruoti į būsimus protezavimo prietaisus.

Nervų sąsajos implantuojamos į ranką.

Pasibaigus bandymams ir atjungus įrangą, Spetico jutiminis vizitas su prarasta ranka staiga baigiasi. Jis sako, kad jam palaimintas pažinti šiuos žmones ir būti to dalimi. Tačiau jis negali susimąstyti apie tai, ką gali atnešti ateitis. Būtų malonu žinoti, kad galiu paimti kokį nors daiktą nežiūrėdamas į jį, arba galiu paimti žmonos ranką ir eiti gatve, žinodamas, kad ją laikau“, – sako jis, apsivilkdamas paltą ir pradeda grįžti namo. Galbūt visa tai padės kitam žmogui.

Žiūrėkite vaizdo įrašą: lytėjimo pojūčio atkūrimas amputuotiems pacientams



paslėpti