Przełom w medycynie! Proteza połączona z układem nerwowym działa jak prawdziwa noga!
Naukowcy z Uniwersytetu Technologicznego Chalmers w Göteborgu opracowali innowacyjną metodę odczytywania sygnałów nerwowych u osób po amputacji nogi powyżej kolana. Badanie może stać się ważnym krokiem w kierunku stworzenia protez, które będą poruszały się bardziej naturalnie, reagowały intuicyjnie na zamiary użytkownika i jednocześnie przywracały część utraconych doznań czuciowych.
Obecnie większość protez nóg działa głównie dzięki mechanice i wbudowanym czujnikom, które automatycznie dostosowują ruch do chodzenia. Użytkownik ma jednak ograniczony wpływ na ich działanie, a proteza nie jest połączona bezpośrednio z układem nerwowym. Szwedzcy naukowcy postanowili więc wykorzystać sygnały nadal przesyłane przez nerwy po amputacji, ponieważ mózg wciąż wysyła polecenia ruchu, nawet jeśli kończyny już nie ma.
W badaniu zastosowano ultracienkie implanty wszczepiane do nerwu kulszowego. Elektrody, cienkie niemal jak ludzki włos, rejestrowały impulsy nerwowe pojawiające się podczas prób wykonywania ruchów tzw. fantomową nogą. Następnie sygnały były analizowane przez zaawansowany system sztucznej inteligencji wykorzystujący sieci neuronowe działające w sposób zbliżony do biologicznej komunikacji neuronów.
To rozwiązanie pozwoliło naukowcom po raz pierwszy z dużą dokładnością odczytać zamiary ruchowe bezpośrednio z nerwów osób po amputacji nogi. System potrafił rozpoznawać nie tylko ruchy kolana czy kostki, ale nawet próby poruszania palcami stopy. Oznacza to, że technologia może umożliwić znacznie bardziej precyzyjne sterowanie protezą niż obecnie dostępne rozwiązania. Badanie to ma ogromne znaczenie dla rozwoju nowoczesnej protetyki. Bezpośrednie połączenie protezy z układem nerwowym może sprawić, że sztuczna kończyna stanie się bardziej naturalnym przedłużeniem ciała. Użytkownik nie musiałby uczyć się skomplikowanej obsługi urządzenia, ponieważ proteza reagowałaby na te same sygnały nerwowe, które wcześniej sterowały prawdziwą nogą.
Będą jeszcze kolejne testy
Szczególnie ważne jest również to, że ta sama technologia może służyć nie tylko do sterowania ruchem, ale także do przekazywania informacji zwrotnych do mózgu. W przyszłości może to pozwolić osobom po amputacji odzyskać część czucia, na przykład odczuwanie nacisku lub kontaktu stopy z podłożem. Takie sprzężenie zwrotne jest kluczowe dla utrzymania równowagi, bezpiecznego chodzenia i bardziej naturalnego poruszania się. Badacze podkreślają, że obecne wyniki są jeszcze etapem potwierdzenia możliwości technologii, ale kolejnym krokiem będą testy z wykorzystaniem rzeczywistych protez nóg. Jeśli rozwój tej metody zakończy się sukcesem, może ona znacząco poprawić jakość życia osób po amputacjach, zwiększyć ich samodzielność i umożliwić bardziej komfortowe funkcjonowanie na co dzień.
Prace pokazują także, jak połączenie neurotechnologii, medycyny i sztucznej inteligencji otwiera nowe możliwości leczenia i rehabilitacji. Innowacyjne rozwiązania opracowywane przy okazji takich badań mogą w przyszłości znaleźć zastosowanie nie tylko w protetyce, ale również w innych technologiach wspierających komunikację między człowiekiem a urządzeniami elektronicznymi.
Źródło: Uniwersytet Technologiczny Chalmers w Göteborgu
Czytaj też: Grozny gaz wydostaje się spod lodu! Naukowcy ostrzegają przed sytuacją na Grenlandii!
Grafika tytułowa: Vladyslav Tobolenko / Unsplash
