Nová unikátní biomotorická protéza ovládaná vůlí dokáže přenášet smyslové vjemy

Sci-fi, jež se stává realitou

Kevin Walgamott konečně zvedl vejce bez toho, aby jej rozdrtil. Na první pohled jednoduchý úkol byl pro tohoto muže až do nedávné doby nadlidským činem. Kevin totiž před 17 lety přišel o část levé horní končetiny při nehodě způsobené elektrickým proudem. V roce 2017 mu však svitla nová naděje, když se stal jedním ze 7 účastníků klinického testování nové biomotorické protézy pod vedením expertů z Utažské univerzity. Zařízení se prozaicky nazývá „Lukova paže“ (Luke Hand) podle robotické protézy z populárního sci-fi filmu „Star Wars: Epizoda V – Impérium vrací úder“. Toto sci-fi se však postupně stává realitou...

Cítit jako zdravý člověk

Biomechanická protéza je ve vývoji již 15 let. Sestává převážně z kovových motorů a dílů s čirou silikonovou „kůží“ v oblasti ruky. Napájení obstarává externí baterie, protéza je připojena k počítači. Vědci současně vyvíjeli systém, který by umožnil napojení protézy na nervová zakončení v oblasti pahýlu. Výsledkem jejich snažení je soustava 100 mikroelektrod a kabelů, jež jsou implantovány do nervových zakončení v pahýlu a následně propojeny s počítačem. Soustava přenáší signály z nervových zakončení do počítače, který je překládá do digitální podoby a odesílá do protézy. Daný proces je obousměrný, takže výsledkem je kromě motorické aktivity také přenos smyslových vjemů dotyku z okolního prostředí.

Celý problém je ve skutečnosti mnohem složitější. Vědci museli použít složité matematické modely, aby vytvořili přibližný model toho, jak mozek vnímá různé signální vzorce. Výsledkem je, že Kevin Walgamott je nyní schopný držet za ruku svou ženu a cítit přitom její prsty podobně, jako je cítí zdravý člověk.

Blízká budoucnost bezdrátově

Vědecký tým už v současnosti pracuje na prototypu, který je zcela přenosný a s počítačem komunikuje bezdrátově, čímž zaručuje svým nositelům svobodu pohybu. Podle vedoucího týmu Gregoryho Clarka je jejich zařízení schopné odesílat do mozku nejen informace o dotykovém vjemu, ale také o teplotě či bolesti. Clark doufá, že v letech 2020–2021 výzkum pokročí natolik, že si tři pacienti účastníci se studie budou moci funkční protézu odnést domů.

(holi)

Zdroje:
1. University of Utah. Motorized prosthetic arm can sense touch, move with your thoughts. ScienceDaily, 2019 Jul 24. Dostupné na: www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190724144150.htm
2. George J. A., Kluger D. T., Davis T. S. et al. Biomimetic sensory feedback through peripheral nerve stimulation improves dexterous use of a bionic hand. Science Robotics 2019; 4 (32): eaax2352, doi: 10.1126/scirobotics.aax2352.