Νέα τεχνική επιτρέπει στα προσθετικά άκρα να αισθάνονται φυσικότερα

Μια νέα χειρουργική τεχνική η οποία αναπτύχθηκε και περιγράφεται σε μια νέα μελέτη η οποία δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Science Robotics από ερευνητές του MIT, θα μπορούσε να επιτρέψει στους ασθενείς με προσθετικά άκρα να τα αισθάνονται πιο φυσικά.

Μέσω του συντονισμού του προσθετικού άκρου τους, των υφισταμένων νεύρων και των μυϊκών μοσχευμάτων, οι ασθενείς θα είναι σε θέση να αντιλαμβάνονται πού βρίσκονται τα άκρα τους στο χώρο και να αισθάνονται πόση δύναμη τους εξασκείται.

Αυτός ο νέος τύπος συστήματος θα μπορούσε να συμβάλει στη μείωση του ποσοστού απόρριψης των προσθετικών άκρων, που είναι περίπου είκοσι τοις εκατό.

“Μιλάμε για μια δραματική βελτίωση στην περίθαλψη των ασθενών”, αναφέρουν οι ερευνητές στη μελέτη τους. “Αυτή τη στιγμή δεν υπάρχει ισχυρή νευρωνική μέθοδος για ένα άτομο με ακρωτηριασμό άκρων να αισθάνεται ιδιοδεκτικές θέσεις και δυνάμεις που εφαρμόζονται στο προσθετικό άκρο. Φανταστείτε πώς αυτό θα εμπόδιζε τελείως την ικανότητά του να μετακινείται, να επιτυγχάνει ισορροπία ή να χειρίζεται αντικείμενα”.

Στη νέα τους μελέτη οι ερευνητές, δείχνουν ότι η τεχνική τους δημιουργεί ανατροφοδότηση σημάτων των μυών και τενόντων στο νευρικό σύστημα ποντικιών, το οποίο θα πρέπει να είναι σε θέση να μεταφέρει πληροφορίες σχετικά με την θέση του προσθετικού άκρου και τις δυνάμεις που του εφαρμόζονται.

Κατά τη διάρκεια ενός συμβατικού ακρωτηριασμού των άκρων, οι μύες αποκόπτονται κατά τρόπο που διακόπτει μια βασική σχέση που κανονικά βοηθά τους ανθρώπους να ελέγχουν τα άκρα τους και να αισθάνονται πού βρίσκονται στο χώρο.

Οι περισσότεροι μύες που ελέγχουν την κίνηση των άκρων εμφανίζονται σε ζεύγη έτσι ώστε ένας μυς να εκτείνεται όταν οι άλλοι συστέλλονται. Για παράδειγμα, όταν λυγίζετε τον αγκώνα σας, οι δικέφαλοι συστέλλονται, προκαλώντας του τρικέφαλους να τεντώνονται στέλνοντας αισθητηριακές πληροφορίες σχετικές με τη θέση, την ταχύτητα και την δύναμη πίσω στον εγκέφαλο.

Η σχέση αυτή των μυών είναι επίσης αυτό που επιτρέπει στους ανθρώπους να ελέγχουν ανεξάρτητα τη θέση και την δύναμη στις αρθρώσεις των άκρων τους. Χωρίς αυτά τα άθικτα ζευγάρια μυών, τα άτομα με ακρωτηριασμό των άκρων δεν έχουν κανένα τρόπο να αισθανθούν που τα προσθετικά τους μέλη βρίσκονται, ούτε μπορούν να αισθανθούν τις δυνάμεις που ασκούνται στα άκρα αυτά.

Οι ερευνητές θέλησαν να αναδημιουργήσουν αυτές τις μυϊκές σχέσεις. Σε πολλούς ασθενείς με ακρωτηριασμένα μέλη, τα νεύρα που στέλνουν σήματα στο ακρωτηριασμένο άκρο παραμένουν άθικτα. Οι ερευνητές αποφάσισαν να επωφεληθούν από αυτά τα νεύρα συνδέοντάς τα με μυϊκά ζεύγη τα οποία έχουν μεταμοσχευθεί από άλλο μέρος του σώματος στο σημείο του ακρωτηριασμού.

Αυτά τα μοσχεύματα, τα οποία θα είναι περίπου 4 εκατοστά με 1,5 εκατοστά στους ανθρώπους, αποτελούνται από ένα ζευγάρι μυών που συνεργάζονται ακριβώς όπως οι φυσικοί μύες. Όταν ο εγκέφαλος θα αποστέλλει σήματα που θα λένε στο άκρο να μετακινηθεί, ένας από τους μοσχευμένους μύες θα συστέλλεται και ο άλλος θα τεντώνεται, ο οποίος με την σειρά του θα στέλνει ανατροφοδότηση στον εγκέφαλο για το πόσο ο μυς κινήθηκε και πόση δύναμη έχει εξασκηθεί σε αυτόν.

Αυτός ο τύπος συστήματος ανάδρασης θα πρέπει επίσης να επιτρέπει σε άτομα με προσθετικό βραχίονα, για παράδειγμα, να αισθάνονται μια ροπή που εφαρμόζεται στην πρόσθεση. “Εάν επρόκειτο να δώσετε σε έναν προσθετικό βραχίονα μια μπάρα που κρατάτε, θα αισθανόταν πραγματικά την ροπή στρέψης του καρπού”, αναφέρουν επίσης οι ερευνητές στη μελέτη τους.

“Για σχεδόν οποιοδήποτε σενάριο ακρωτηριασμού, εφ ‘όσον έχουμε ένα μικρό κομμάτι από το υγιές νεύρο που έχει απομείνει, μπορούμε να το πάρουμε και να το βάλουμε σε αναγεννησιακά μοσχεύματα μυών. Μπορούμε να πάρουμε αυτά τα μυϊκά μοσχεύματα από σχεδόν οπουδήποτε στο σώμα, καθιστώντας αυτό εφαρμόσιμο σε ένα μεγάλο αριθμό περιπτώσεων που κυμαίνονται από τραύμα έως τον χρόνιο πόνο”.

Παραπομπές

S. S. Srinivasan et al. On prosthetic control: A regenerative agonist-antagonist myoneural interface. Science Robotics (2017). DOI: 10.1126/scirobotics.aan2971

ΑΝΔΡΕΑΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΥ

Παιδί της επιστήμης και της τεχνολογίας, παρέα με ένα γάτο κοιτάζει το σύμπαν και θέτει ερωτήσεις

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *