Proteza, pritrjena na amputirano okončino, lahko komunicira z možgani, da uporabniku zagotovi senzorične povratne informacije. Zasluge: Stephanie KuKo upogibate biceps, vaša mišica pošlje informacije v vaše možgane, kar vam omogoča, da čutite krčenje mišice, ne da bi morali nanjo sploh pogledati. Toda če imate bionični ud, ne dobite iste senzorične povratne informacije.
»Ko premikam svoje bionične gležnje, ne čutim gibanja gležnjev in ko se poveča navor na mojih bioničnih gleženjskih sklepih, tega navora ne čutim,« pravi Hugh Herr, ki je sovoditelj Centra za Extreme Bionics na MIT in katerega noge so amputirane pod kolenom. Herr in njegova ekipa poskušata to spremeniti pri amputirancih z uporabo mišičnih presadkov in obstoječih živcev na mestu amputacije. Novo tehniko so nedavno opisali v študiji objavljeno v 'Znanstvena robotika.' Po besedah Shriya Srinivasana, doktorskega kandidata na MIT in Harvardu ter vodilnega avtorja raziskave, temelji na 'temeljni motorični enoti človeškega telesa', mišičnem paru agonistu in antagonistu.
Zasluge: Biomechatronics Lab
Vaši bicepsi in tricepsi tvorijo en tak par, pojasnjuje. »Ko skrčite biceps … se vaš komolec upogne in vaši tricepsi se raztegnejo. In ta signal raztezanja je poslan v vaše možgane, da vam pove, kje je vaša roka v prostoru, kako hitro se premika in kakšno težo ali obremenitev bi lahko imela.«
Po Srinivasanu je vrsta senzorične povratne informacije, ki jo zagotavljajo mišični pari agonist-antagonist, ključna za nadzor fine motorike. Toda v tipičnem postopku amputacije - za katerega pravi, da se od državljanske vojne ni veliko spremenil - je ta povratna pot poškodovana.
»V bistvu vključuje rezanje kože in mišice ter nato končno kosti na mestu amputacije ter ovijanje mišic okoli tega področja in zapiranje kože okoli njega,« pravi. 'In kar je odrezano [so] vsi živci, ki nadzorujejo vaše mišice, in ta temeljni mišični odnos agonist-antagonist.' Kot rezultat, pravi, morajo sedanji uporabniki protetike vizualno spremljati svoje ude, da vedo, kaj počnejo.
Toda z uporabo mišičnih presadkov od drugod v telesu so raziskovalci našli način, kako rešiti živce, ki so ostali na mestih amputacije, in ponovno ustvariti mišične pare agonist-antagonist. »V naši novi amputacijski paradigmi kirurško in mehansko povezujemo regenerativne dele mišice z vsakim od naših živcev,« pravi Srinivasan, »in jih povezujemo tako, da ko se ena [mišica] skrči, se druga samodejno raztegne in pošlje to povratni signal možganom.'
'In ker bomo imeli mišične pare, lahko tudi odstranimo te signale in imamo boljši protetični nadzor - in lahko moduliramo položaj, hitrost in togost protetičnih pripomočkov, kar je pomembna izboljšava kliničnega standarda,' je dejala. pravi. Z vsakim mišičnim parom, pojasnjuje, lahko raziskovalci vsadijo tudi niz senzorjev, ki bioničnemu udu sporočajo, kako naj se premika.
V študiji so raziskovalci preizkusili tehniko na podganah z uporabo cepljenih mišičnih parov za pošiljanje senzoričnih informacij nazaj v možgane. Zdaj, glede na MIT sporočilo za javnost , ga nameravajo začeti uporabljati pri ljudeh z uporabo mišičnih presadkov velikosti približno 4 centimetre krat 1,5 centimetra.
Srinivasan pravi, da tehnika ne bo omejena le na nedavne amputirce - lahko bi jo uporabili tudi kot 'revizijski postopek' za ljudi, kot je Herr, ki so mu že zdavnaj amputirali ude.
'Za skoraj vsak scenarij amputacije, dokler nam je ostalo malo zdravega živca, ga lahko vzamemo in vstavimo v regenerativne mišične presadke,' pojasnjuje v sporočilu za javnost. 'Te mišične presadke lahko pridobimo skoraj kjerkoli v telesu, zaradi česar je to uporabno za veliko število primerov, od travme do kronične bolečine.'
— Julia Franz (prvotno objavljeno na PRI.org )