Nowe badanie: proteza sterowana układem nerwowym umożliwia naturalne chodzenie dla osób po amputacji.

WarsawZaawansowane protezy nóg wspomagają chodzenie, jednak nie mogą być w pełni kontrolowane przez mózg. Wykorzystują czujniki i silniki do poruszania się według zaprogramowanych ustawień. Naukowcy z MIT i Brigham and Women's Hospital stworzyli nową protezę nogi sterowaną całkowicie przez układ nerwowy. Pozwala to użytkownikom poruszać się w bardziej naturalny sposób.

Nowa operacja nosi nazwę agonistyczno-antagonistyczny interfejs mięśniowy (AMI). Polega na ponownym połączeniu mięśni w pozostałej części kończyny. Dzięki temu pacjenci mogą odczuwać, gdzie znajduje się ich proteza. W badaniu przeprowadzonym na siedmiu pacjentach, którzy przeszli tę operację, naukowcy zaobserwowali poprawę.

• Szybsze poruszanie się
• Łatwiejsze omijanie przeszkód
• Lepsza nawigacja po schodach

Profesor Hugh Herr z MIT stwierdził, że jest to pierwsze badanie, które pokazuje protezy nóg w pełni sterowane przez układ nerwowy. Pacjenci odczuwali także mniej bólu i doświadczali mniejszego osłabienia mięśni. Około 60 pacjentów na całym świecie przeszło tę operację. Może być ona zastosowana zarówno przy amputacjach nóg, jak i rąk.

Większość ruchów kończyn jest kontrolowana przez pary mięśni. Tradycyjna amputacja zakłóca te interakcje mięśniowe. To zakłócenie utrudnia układowi nerwowemu wyczuwanie pozycji mięśni, co jest istotne dla mózgu w kontrolowaniu ruchu kończyny. W efekcie osoby z tradycyjnymi amputacjami mają trudności z określeniem położenia swojej kończyny w przestrzeni i muszą polegać na sterownikach robotycznych w protezie.

Operacja AMI wspomaga naturalną współpracę mięśni. Łączy końce mięśni, umożliwiając im interakcję z pozostałą częścią kończyny. Tę operację można przeprowadzić podczas pierwotnej amputacji lub później w ramach poprawki. Herr wyjaśnia: „Fizjologicznie łączymy mięśnie, które współdziałają. Dzięki temu osoba może poruszać całą swoją fantomową kończyną.”

Zobacz również:

Wczoraj · 23:37

Zimowe susze zagrażają migracji i przeżyciu ptaków

Badacze zbadali, czy sygnały z przyszytych mięśni mogą sterować protezą kończyny. Analizowali również, czy użytkownicy mogą otrzymywać informacje o położeniu tej kończyny. Badanie opublikowane w Nature Medicine wykazało, że takie informacje zwrotne pomagają użytkownikom chodzić prawie normalnie.

Badanie obejmowało grupę siedmiu osób po operacji AMI oraz siedmiu po zwykłych amputacjach. Wszyscy uczestnicy korzystali z identycznej bionicznej protezy, wyposażonej w zasilaną kostkę oraz czujniki do wykrywania sygnałów mięśniowych. Naukowcy sprawdzali ich w różnych zadaniach.

• Chodzenie po płaskim terenie
• Chodzenie pod górę
• Schodzenie po pochylni
• Wchodzenie i schodzenie po schodach
• Przemieszczanie się, omijając przeszkody

Osoby używające interfejsu AMI poruszały się szybciej i bardziej naturalnie. Podczas wchodzenia po schodach unosiły palce stóp. Ich koordynacja między protezą a zdrową nogą była lepsza. Odbijały się od podłoża z takim samym impetem jak osoby z obiema nogami.

Matthew Carty, chirurg z Brigham and Women's Hospital, podkreślił znaczenie pracy zespołowej. „Współpraca jest kluczem do znaczących postępów w opiece nad pacjentem” – stwierdził. Laboratorium Herra koncentruje się na pełnym połączeniu mózgu z protezą. Celem jest, aby użytkownicy odczuwali protezę jako prawdziwą część swojego ciała, a nie tylko mechaniczne narzędzie.