신경계 제어 의지, 절단 장애인의 자연스러운 보행과 장애물 회피 가능 етеді

소요 시간: 3 분
에 의해 Maria Lopez
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신경 인터페이스를 통해 움직이는 의지

Seoul고급 의족은 사람들이 더 잘 걸을 수 있게 도와주지만, 뇌에 의해 완벽하게 제어되지는 않습니다. 이러한 의족은 센서와 모터를 사용하여 사전에 설정된 프로그램에 따라 움직입니다. MIT와 브리검 여성 병원의 연구진들은 신경계에 의해 완전히 제어되는 새로운 의족을 개발했습니다. 이를 통해 사용자는 더 자연스럽게 걸을 수 있게 됩니다.

새로운 수술은 아고니스트-안타고니스트 근신경 인터페이스 (AMI)라고 불립니다. 이 수술은 남아 있는 사지의 근육을 재연결하여 환자들이 의지의 위치를 느낄 수 있도록 돕습니다. 이 수술을 받은 7명의 환자를 대상으로 한 연구에서 연구진은 개선된 결과를 발견했습니다.

  • 빠른 보행
  • 장애물 회피 용이
  • 더 나은 계단 이동

MIT 교수인 휴 허는 이것이 신경계에 의해 완전히 제어되는 다리 의족을 보여주는 최초의 연구라고 말했다. 환자들은 통증을 덜 느끼고 근육 약화도 덜 겪었다. 전 세계적으로 약 60명의 환자가 이 수술을 받았으며, 다리와 팔 절단 수술 모두에 사용할 수 있다.

대부분의 팔다리 움직임은 쌍으로 이루어진 근육에 의해 조절됩니다. 기존의 절단 수술은 이러한 근육 간의 상호 작용을 방해합니다. 이로 인해 신경계가 근육의 위치를 감지하기 어려워져 뇌가 움직임을 제대로 제어하기 힘들어집니다. 결과적으로, 기존 방식의 절단을 받은 사람들은 자신의 팔다리가 공간에서 어디에 위치하는지 알기 어려워지며, 의지에 장착된 로봇 제어 장치를 의존해야 합니다.

연구자들은 재부착된 근육에서 발생하는 신호가 의지(義肢)를 작동시킬 수 있는지를 조사했다. 또한 사용자가 의지의 위치에 대한 정보를 받을 수 있는지도 검토했다. Nature Medicine에 발표된 연구는 이러한 피드백이 사용자들이 거의 정상적으로 걸을 수 있도록 돕는다는 것을 보여주었다.

이 연구는 AMI 수술을 받은 7명과 일반 절단 수술을 받은 7명을 대상으로 진행되었습니다. 모든 참가자들은 근육 신호를 감지하는 센서와 동력으로 작동되는 발목을 갖춘 같은 소형 로봇 팔을 사용했습니다. 연구자들은 이들을 여러 과제에서 테스트했습니다.

  • 평지를 걷기
  • 오르막길 걷기
  • 내리막 경사 걷기
  • 계단 오르내리기
  • 장애물 피하며 걷기

AMI 인터페이스를 사용하는 사람들은 더 빠르고 자연스럽게 걸었습니다. 그들은 계단을 오를 때 발가락을 들어 올렸습니다. 그들의 의족과 건강한 다리를 더 잘 협응했습니다. 그들은 두 다리를 가진 사람들만큼 강하게 지면을 밀어냈습니다.

연구는 여기에서 발표되었습니다:

http://dx.doi.org/10.1038/s41591-024-02994-9

및 그 공식 인용 - 저자 및 저널 포함 - 다음과 같습니다

Hyungeun Song, Tsung-Han Hsieh, Seong Ho Yeon, Tony Shu, Michael Nawrot, Christian F. Landis, Gabriel N. Friedman, Erica A. Israel, Samantha Gutierrez-Arango, Matthew J. Carty, Lisa E. Freed, Hugh M. Herr. Continuous neural control of a bionic limb restores biomimetic gait after amputation. Nature Medicine, 2024; DOI: 10.1038/s41591-024-02994-9
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