Sukurtas pirmas rankos protezas, perduodantis lytėjimo jausmą

Prieš devynerius metus po nelaimės, susijusios su fejerverkais, buvo stipriai sužalota Denniso Aabo Sorenseno kairė ranka – gydytojams teko ją amputuoti. Bet dabar jauno vyro gebėjimą jausti sugrąžino pirma pasaulyje bioninė ranka su „lytėjimo receptoriais“.

Mokslininkai į D. A. Sorenseno implantavo elektrodus, o į rankos protezą – lytėjimo jutiklius. Jų tandemas stimuliuoja vyriškio bigės nervus. Su naująja ranka D. A. Sorensenas gali atpažinti skirtingus objektus vien iš jų lytėjimo pojūčio ir laikyti juos reaguojant į rankos perduodamus signalus. Šis svarbus ortopedijos žingsnis aprašytas recenzuojamame žurnale „Science Translational Medicine“.

„Galėjau jausti tokius dalykus, kurių jau daugiau nei devynerius metus nejaučiau“, – džiūgavo Danijos pilietis.

Kol kas D. A. Sorensenas yra vienintelis protezo bandytojas, jis nauju rankos pakaitalu kol kas džiaugėsi neilgai. Tačiau jeigu išaiškės, kad protezą galima pritaikyti ir didesniam žmonių kiekiui, kad protezas veikia ilgą laiką, tuomet protezo sistema galėtų smarkiai patobulinti dabartinių protezų funkcijas ir jų naudotojų gyvenimo kokybę, rašo livescience.com.

Lytėjimo grąžinimas

Lytėjimo jausmas – viena iš esminių savybių, žmonėms būtina tam, kad rankomis būtų galima atlikti miklumo reikalaujančius veiksmus. Lytėjimo informacija pasako, kiek jėgos reikia panaudoti norint išlaikyti tokius kietus objektus, kaip arbatos puodelis ar minkštus objektus – pavyzdžiui, vynuoges.

„Be jutiminio atsako iš rankų mums būtų sunku atlikti net pačius paprasčiausius kasdieninius veiksmus“, – sakė tyrime nedalyvavęs Čikagos universiteto (JAV) neuromokslininkas Slimanas Bensmaia.

Protezų sistemas, žmonėms grąžinančias galimybę valdyti savo rankas ar kojas po amputacijų, stuburo smegenų pažeidimo ar ligos, kuria daug mokslininkų grupių. Ir vis daugėja specialistų, kurie į savo protezus bando integruoti lytėjimo jausmą. Naujasis tyrimas – pirmasis, kuriuo pademonstruotas tokios sistemos veiksmingumas su žmogumi.

Protezo kūrėjų komandai vadovavo Scuola Superiore Sant'Anna (Italija) ir Šveicarijos federalinio technologijų instituto neuroinžinierius Silvestro Micera. Jis su kolegomis į dirbtinę ranką sumontavo lytėjimo jutiklius, o prie D. A. Sorenseno žasto nervų chirurginiu būdu prijungė elektrodus. Jutiklių signalai po jų apdorojimo kompiuteriniais algoritmais buvo perduodami į elektrodus tokiu pavidalu, į kurį galėjo reaguoti ir žmogaus neuronai.

Po mėnesį trukusių klinikinių bandymų, D. A. Sorensenas dalyvavo teste, kurio metu jam reikėjo atpažinti, kokiomis savybėmis pasižymi rankoje laikomas daiktas. Paciento akys buvo uždengtos, ausys – užkimštos, todėl jis orientuotis galėjo tik pagal lytėjimo informaciją. D. A. Sorensenas sugebėjo kontroliuoti, kaip stipriai jis spaudė objektą, jautė jų formą ir kietumą. Jis galėjo atskirti kietus, vidutinio kietumo ir minkštus objektus, užčiuopti specifines objektų formas – pagal tai jis atpažino cilindrinius butelius ar apvalius kamuoliukus.

Pasak paciento, dirbtinis lytėjimo jausmas yra panašus į natūralųjį.

Anksčiau mokslininkai lytėjimo jausmą bandė sukurti, pavyzdžiui, sukeliant odos vibracijas. Tuo tarpu naujasis metodas sukuria „anatomiškai teisingą atsaką“, tikina specialistai.

„Tiesiogiai dirginant nervus įmanoma tinkamai atgaminti tą jutiminį atsaką“, – sakė su šiuo projektu nedirbęs Čikagos reabilitacijos centro elektros inžinierius Levi Hargrove'as.

Ir L. Hargrove'as, ir S. Bensmaia pažymėjo, kad tyrimo stadija kol kas yra ankstyva, nes jame dalyvavo tik vienas asmuo. Be to, kad protezas būtų saugus ir praktiškai naudingas, reikia, kad visa sistema būtų implantuojama po oda ir veiktų ilgą laiką, sako mokslininkai.

Ir nors labai tikėtina, kad toks protezas, tinkamas realiam naudojimui, pasirodys ne anksčiau nei po kelių metų, tai yra „neabejotinai svarbus žingsnis teisinga kryptimi“, – sakė L. Hargrove'as.

http://www.elektronika.lt/_sys/storage/2014/02/06/rankos-protezas-su-lytejimo-jausmu.jpg

http://www.livescience.com/43117-man-gets-prosthetic-hand-that-can-feel-video.html