Këmba bionike e kontrolluar nga mendja u mundëson personave të amputuar të lëvizin më pa probleme dhe në mënyrë natyrale

Studimi, i publikuar muajin e kaluar në Nature Medicine, detajon një teknikë kirurgjikale pioniere të quajtur ndërfaqja mioneurale agonist-antagonist (AMI). Është një qasje e re ndaj amputimit që synon të ruajë lidhjet nervore dhe muskulore të nevojshme për kontrollin pa probleme të gjymtyrëve.

Në thelb, AMI rilidh gjymtyrët protetike me muskujt në gjymtyrën e mbetur, në mënyrë që çifti të mund të “bisedojë” me njëri-tjetrin dhe të transmetojë atë ndjenjë të pozicionit jetësor deri në tru. Këto sinjale muskulore përpunohen nga një kontrollues robotik që përcakton se sa larg duhet të përkulet nyja protetike e kyçit të këmbës, së bashku me llogaritjen e çift rrotullues dhe fuqinë e nevojshme.

Ekipi testoi këtë ndërfaqe në shtatë pacientë AMI të pajisur me këmbë protetike me fuqi. Rezultatet ishin goxha befasuese – njerëzit e AMI po shëtisnin me shpejtësi normale, duke u përshtatur automatikisht për pjerrësi dhe pengesa, madje edhe duke gozhduar lëvizje më komplekse si drejtimi i gishtërinjve të protezës lart gjatë ngjitjes së shkallëve.

Studiuesi kryesor Hugh Herr e quan atë “studimin e parë protetik në histori” që tregon modulimin e plotë nervor të një këmbë. Këtu, vetëm sistemi nervor drejton një ecje natyrale biologjike, të pavarur nga çdo algoritëm kontrolli robotik. Në thelb, AMI mashtron trurin që të mendojë se proteza është vetëm një gjymtyrë biologjike nën komandën e saj të drejtpërdrejtë.

Si e zhbllokoi një input nervor kaq i kufizuar këtë spektër të plotë lëvizjesh? Sipas studentit Lenny Song, “Një rritje e vogël e reagimeve nervore nga gjymtyra juaj e amputuar mund të rivendosë kontrollueshmërinë e rëndësishme nervore bionike, në një pikë ku ju lejoni njerëzit të kontrollojnë drejtpërdrejt nga ana nervore shpejtësinë e ecjes, të përshtaten me terrene të ndryshme dhe të shmangin pengesat. “

Studiuesit krahasuan grupin AMI me shtatë persona me amputime tradicionale duke përdorur të njëjtat këmbë protetike me fuqi. Pacientët me AMI ia kaluan ata në çdo metrikë – shpejtësi më të shpejtë ecjeje, lëvizje më të buta dhe koordinim më i mirë midis gjymtyrëve protetike dhe atyre të paprekura. Ata madje mund të shtyjnë nga toka me forcë normale.

Pacientët me AMI panë gjithashtu më pak dhimbje, atrofi të muskujve dhe probleme të tjera të bezdisshme nga amputimet tradicionale. Megjithëse gjymtyrët e tyre merrnin vetëm rreth 20% të të dhënave normale nervore, mjaftonte që talentet e fshehura të trurit për lëvizjen biomimetike të merrnin përsipër.

Sigurisht, procedura aktuale e AMI është ende një operacion kompleks. Por vizioni përfundimtar i Herr përfshin “rindërtimin e trupave njerëzorë” duke bashkuar sistemet biologjike me bionikat e kontrolluara nga mendja.