Zihinle kontrol edilen biyonik bacak

Geleneksel yapay uzuvlar daha iyi hale geliyor, ancak çoğu insanın hafife aldığı o pürüzsüz, doğal yürüyüşü elde edemiyorlar. Normal bir yürüyüşü 'sahtelemek' için robotik sensörlere ve programlara güveniyorlar, bu yüzden mükemmel olmaktan uzak. Şimdi, MIT ve Brigham and Women's Hospital'dan araştırmacılar, kontrolü tam da olması gereken yere, yani kullanıcının beynine geri koyan yenilikçi bir çözüme sahipler.

Geçtiğimiz ay Nature Medicine'de yayımlanan çalışma , agonist-antagonist miyonöral arayüzü (AMI) adı verilen öncü bir cerrahi tekniğin ayrıntılarını veriyor. Bu, kusursuz uzuv kontrolü için gereken sinir ve kas bağlantılarını korumayı amaçlayan yeni bir amputasyon yaklaşımıdır.

Esasen, AMI protez uzuvları kalıntı uzuvdaki kaslara yeniden bağlar, böylece çift hala birbirleriyle "konuşabilir" ve o hayati pozisyon hissini beyne iletebilir. Bu kas sinyalleri, protez ayak bileği ekleminin ne kadar büküleceğini belirleyen ve gerekli torku ve güç çıkışını hesaplayan bir robotik kontrolör tarafından işlenir.

Ekip bu arayüzü, güçlendirilmiş protez bacaklar takılmış yedi AMI hastasında test etti. Sonuçlar oldukça akıl almazdı - AMI çalışanları normal hızlarda yürüyor, eğimlere ve engellere otomatik olarak uyum sağlıyor ve hatta merdiven çıkarken protezin ayak parmaklarını yukarı doğru çevirmek gibi daha karmaşık hareketleri bile başarıyordu.



Baş araştırmacı Hugh Herr, bir bacağın tam sinirsel modülasyonunu gösteren "tarihteki ilk protez çalışması" olarak adlandırıyor. Burada, sinir sistemi tek başına, herhangi bir robotik kontrol algoritmasından bağımsız olarak doğal bir biyolojik yürüyüşü yönlendiriyor. Esasen, AMI beyni, protezin doğrudan emri altındaki başka bir biyolojik uzuv olduğunu düşünmeye kandırıyor. Bu kadar sınırlı sinirsel girdi, hareketin bu tam spektrumunu nasıl açtı? Lisansüstü öğrencisi Lenny Song'a göre, "Kesilen uzvunuzdan gelen sinirsel geri bildirimde küçük bir artış, insanların yürüme hızını doğrudan sinirsel olarak kontrol etmelerine, farklı arazilere uyum sağlamalarına ve engellerden kaçınmalarına izin verecek bir noktaya kadar önemli biyonik sinirsel kontrol edilebilirliği geri kazandırabilir."

Araştırmacılar, AMI grubunu aynı güçlendirilmiş protez bacakları kullanan geleneksel ampütasyonlu yedi kişiyle karşılaştırdı. AMI hastaları her metrikte onlardan daha iyi performans gösterdi - daha hızlı yürüme hızları, daha akıcı hareketler ve protez ve sağlam uzuvlar arasında daha iyi koordinasyon. Hatta normal güçle yerden itebiliyorlardı.

To view this content we will need your consent to set third party cookies.
For more detailed information, see our cookies page.

Üçüncü taraf tanımlama bilgilerini kabul et

AMI hastaları ayrıca geleneksel ampütasyonlardan daha az ağrı, kas atrofisi ve diğer rahatsız edici sorunlar gördüler. Uzuvları normal sinirsel verilerin yalnızca yaklaşık %20'sini alsa da, beynin biyomimetik hareket için gizli yeteneklerinin devreye girmesi için yeterliydi.

Elbette, mevcut AMI prosedürü hala karmaşık bir cerrahidir. Ancak Herr'in nihai vizyonu, biyolojik sistemleri zihin kontrollü biyoniklerle birleştirerek "insan bedenlerini yeniden inşa etmeyi" içerir.

Kaynak: