Kategorie Medycyna

Nowy rodzaj protez reaguje na polecenia wysyłane przez mózg. Użytkownik również odzyskuje czucie

W 1992 roku Hugh Herr miał amputowane obie nogi poniżej kolan po tym, jak doznał ciężkich odmrożeń podczas wypadku w górach.


Dziś Herr jest szefem grupy Biomechatronics w MIT Media Lab. Kilka miesięcy temu, podczas konferencji TED w Vancouver, zaprezentował swoje protetyczne nogi.

W zasadzie jestem garstką śrub poniżej kolan. Ale mogę stepować, tańczyć i biegać.

Biomechatronics

Zespół MIT koncentruje się na tworzeniu protetycznych kończyn, które będą reagować na polecenia neuronów z elastycznością i prędkością tych naturalnych. Grupa naukowców z Herrem na czele jest bliska osiągnięcia swojego celu.

Około 24 czujniki i sześć mikroprocesorów gromadzi sygnały neuronalne z centralnego układu nerwowego, gdy właściciel kończyny myśli o jej poruszeniu. Następnie sygnały są przesyłane do protezy, która wykonuje odpowiedni ruch. Oczywiście pierwszym użytkownikiem protezy jest sam Herr.

Nowy rodzaj protez reaguje na polecenia wysyłane przez mózg. Użytkownik również odzyskuje czucie

Proteza doskonała

Mimo tak zaawansowanej technologii i niebywałej łączności, proteza daleka jest od doskonałości. Pomimo wyjątkowej synchronizacji człowieka z maszyną, nie ma jeszcze mowy o kompletnej fuzji. Tutaj właśnie sprawy się komplikują.

Problem w tym, że Herr w ogóle nie ma czucia w swojej sztucznej kończynie. By wiedzieć, że polecenie neuronowe zadziałało, musi patrzeć w dół, by upewnić się, że stopa rzeczywiście dotknęła podłoża wykonując krok.

Nowy rodzaj protez reaguje na polecenia wysyłane przez mózg. Użytkownik również odzyskuje czucie

Kiedy dotykam moich syntetycznych kończyn, nie mam normalnych wrażeń dotykowych ani ruchowych.


NeuroEmbodied Design

Odtwarzanie wrażeń z posiadania prawdziwej kończyny w protezie jest, w mniemaniu Herra, ostatnią przeszkodą w tworzeniu naprawdę skutecznych syntetycznych kończyn. Zespół oczywiście nie daje za wygraną.

Obecnie grupa Biomechatronics pracuje nad nowym typem protezy, która nie tylko byłaby w stanie odbierać polecenia, ale także wysyłać do użytkownika odczucia z centralnego układu nerwowego. Herr nazywa to neuro-wcieleniem i właściwie jest to rozszerzeniu ludzkiego układu nerwowego również na syntetyczne części ciała.

Nowy rodzaj protez reaguje na polecenia wysyłane przez mózg. Użytkownik również odzyskuje czucie

Gdybym czuł nogi, w pewnym sensie stałyby się częścią mnie. Jak na razie nadal wydają się obce.

Pionierska metoda

Od bardzo dawna, podczas amputacji kończyn lekarze zazwyczaj obcinają ścięgna i zakończenia nerwowe, co minimalizuje doznania, ale często prowadzi do uczucia „fantomowej kończyny”.

Jednak lekarze z zespołu Herra są pionierami nowoczesnego procesu. Podczas amputacji, ścięgna i zakończenia nerwowe pozostają w nienaruszonym stanie, by można było stworzyć połączenie tam, gdzie kończy się ludzka kończyna a zaczyna syntetyczna.

Nowy rodzaj protez reaguje na polecenia wysyłane przez mózg. Użytkownik również odzyskuje czucie

Pierwsze testy

Kilka lat temu, przyjaciel Herra podczas wspinaczki miał wypadek. Mężczyzna marzył o powrocie do sprawności. Jako, ze tragedia zbiegła się w czasie z rozwojem nowej technologii, Jim Ewing stał się obiektem testowym dla zespołu Herra.

Ewing został poddany nowemu procesowi amputacji i wyposażony w protetyczną kończynę, a test zakończył się sukcesem. Mężczyzna kontroluje protezę bez konieczności spoglądania w dół.

Centralny układ nerwowy Ewinga odbiera sygnały i wie, jak kontrolować syntetyczną kończynę w naturalny sposób.

Jak mówi Herr, NeuroEmbodied Design wkrótce zupełnie zmieni relacje między ludźmi a protezami


Fotografie: biomech.media.mit.edu