Protezas, pritvirtintas prie amputuotos galūnės, gali bendrauti su smegenimis, kad vartotojui pateiktų jutiminį grįžtamąjį ryšį. Kreditas: Stephanie KuKai sulenkiate bicepsą, jūsų raumuo siunčia informaciją į jūsų smegenis, todėl galite pajusti raumenų susitraukimą net nežiūrint į jį. Bet jei turite bioninę galūnę, negausite to paties jutimo grįžtamojo ryšio.
„Kai judinu bionines kulkšnis, nejaučiu kulkšnių judėjimo, o kai padidėja bioninių čiurnos sąnarių sukimo momentas, aš nejaučiu to sukimo momento“, – sako Hugh Herras, vienas iš Centro vadovas. Extreme Bionics at MIT, kurių kojos amputuotos žemiau kelio. Herras ir jo komanda bando tai pakeisti amputuotų asmenų atveju, naudodami raumenų transplantatus ir esamus nervus amputacijos vietoje. Jie aprašė naują techniką neseniai atliktame tyrime paskelbta „Mokslo robotikoje“. Pasak Shriya Srinivasan, MIT ir Harvardo mokslų daktarės ir pagrindinės tyrimo autorės, jis pagrįstas „pagrindiniu žmogaus kūno motoriniu vienetu“, agonisto ir antagonisto raumenų pora.
Kreditas: Biomechatronikos laboratorija
Ji paaiškina, kad jūsų bicepsas ir tricepsas sudaro vieną tokią porą. „Kai susitraukiate bicepsą, alkūnė susilenkia, o tricepsas tempiasi. Ir šis tempimo signalas siunčiamas į jūsų smegenis, kad žinotumėte, kur yra jūsų ranka erdvėje, kaip greitai ji juda ir kokį svorį ar apkrovą ji gali atlaikyti.
Pasak Srinivasano, agonistų ir antagonistų raumenų porų suteikiamas jutiminis grįžtamasis ryšys yra labai svarbus smulkiosios motorikos valdymui. Tačiau atliekant tipišką amputacijos procedūrą, kuri, pasak jos, beveik nepasikeitė nuo pilietinio karo, grįžtamasis ryšys yra pažeistas.
„Iš esmės tai apima odos ir raumenų perpjovimą, o galiausiai kaulą amputacijos vietoje, raumenų apvyniojimą aplink tą vietą ir odos uždarymą“, - sako ji. „Ir nutrūko visi nervai, valdantys jūsų raumenis, ir šis esminis agonisto ir antagonisto raumenų ryšys. Dėl to, pasak jos, dabartiniai protezavimo naudotojai turi vizualiai sekti savo galūnes, kad žinotų, ką daro.
Tačiau naudodami raumenų transplantatus iš kitų kūno vietų, mokslininkai rado būdą, kaip išgelbėti amputacijos vietose likusius nervus ir atkurti agonistų ir antagonistų raumenų poras. „Pagal naująją amputacijos paradigmą, mes chirurgiškai ir mechaniškai sujungiame regeneracinius raumens gabalus su kiekvienu mūsų nervu, – sako Srinivasanas, – ir juos sujungiame taip, kad vienam [raumeniui] susitraukus, kitas automatiškai išsitempia ir siunčia tai. grįžtamasis signalas smegenims“.
„Kadangi turėsime raumenų poras, mes taip pat galime pašalinti šiuos signalus ir turėti tikslesnę protezavimo kontrolę – taip pat galime moduliuoti protezavimo įtaisų padėtį, greitį ir standumą, o tai yra reikšmingas klinikinio standarto patobulinimas“, – sakė ji. sako. Ji aiškina, kad su kiekviena raumenų pora mokslininkai taip pat gali implantuoti jutiklių rinkinį, nurodantį bioninei galūnei, kaip judėti.
Tyrimo metu mokslininkai išbandė šią techniką su žiurkėmis, naudodami įskiepytas raumenų poras, kad jutimo informacija būtų siunčiama atgal į smegenis. Dabar, remiantis MIT pranešimas spaudai , jie planuoja pradėti jį taikyti žmonėms, naudodami maždaug 4 cm x 1,5 centimetro raumenų transplantatus.
Srinivasanas sako, kad ši technika neapsiribos tik neseniai amputuotais atvejais – ji taip pat gali būti naudojama kaip „peržiūros procedūra“ tokiems žmonėms kaip Herr, kuriems seniai buvo amputuotos galūnės.
„Beveik bet kokio amputacijos scenarijaus atveju, kol turime šiek tiek sveiko nervo, galime jį paimti ir įdėti į regeneracinius raumenų transplantatus“, – pranešime spaudai aiškina ji. 'Mes galime surinkti šiuos raumenų transplantatus iš beveik bet kurios kūno vietos, todėl tai taikoma daugeliu atvejų, pradedant traumomis ir baigiant lėtiniu skausmu.'