Naukowcy z Włoch odkryli nowe informacje na temat tego, jak mózg odbiera ruch. Może to potencjalnie pomóc w poprawie czucia protez kończyn. W tym celu połączyli dane z dwóch jedynych na świecie interfejsów neuronowo-maszynowych, które zostały zaprojektowane w celu przywrócenia wrażeń kinestetycznych, czyli poczucia ruchu, w protezach.
Nadzieja dla osób z protezami na prawdziwe czucie ruchu
Kinestezja jest niezbędna do naturalnej kontroli motorycznej. Utrata jej następuje po amputacji, co utrudnia intuicyjne korzystanie z protez. Wibracje mięśni mogą być wykorzystywane do generowania wrażeń ruchu, ale zazwyczaj stymulują one jednocześnie skórę i mięśnie, co może dezorientować mózg podczas użytkowania protez.
Firma Sant'Anna opracowała interfejs do protez dłoni, który wykorzystuje wibracje generowane przez małe magnesy wszczepione w mięśnie przedramienia, aby przywrócić naturalne wrażenia ruchowe. System został zintegrowany z robotyczną ręką Mia Hand.
Testowano interfejs pomiędzy ręką a mózgiem przez sześć miesięcy u 34-letniego pacjenta. Według niego otwieranie i zamykanie protezy ręki były bardzo podobne do wrażeń prawdziwej kończyny.
Drugi zespół naukowców z Cleveland Clinic zaprojektował inny interfejs. Oba różniły się od siebie - ten opracowany w Sant'Anna wykorzystywał wszczepiane magnesy, a w Cleveland Clinic chirurgiczne przekierowanie nerwów i robotykę. Mimo to dawały podobne rezultaty percepcyjne: ruchy odbierane były jako skoordynowane, a nie jako oddzielne sygnały. Oba zespoły badawcze zaobserwowały również, że niektóre doznania przekazywane przez ich interfejsy były odbierane przez pacjentów bez ich natychmiastowej świadomości.
Nowa generacja protez. Czy naukowcy przełamią bariery odczuwania ruchu?
- Możliwość porównania danych uzyskanych niezależnie z dwóch bardzo różnych interfejsów sprawia, że wyniki te są szczególnie przekonujące - powiedział profesor Paul Marasco, koordynator badania w Cleveland Clinic. - Daje nam to solidniejsze podstawy do opracowywania terapii i urządzeń, które oddziałują na układ nerwowy w bardziej naturalny sposób, a ostatecznym celem jest poprawa wyników leczenia pacjentów
Naukowcy chcą opracować stały implant, który pozwoli badać interfejs przez dłuższy czas. Jeśli badania pójdą po ich myśli, być może stoimy u progu nowej generacji protez.
Badania opublikowane zostały w czasopiśmie Science Advances.
