Long John Silver kalózkapitány falábát már régen magunk mögött hagytuk, s ha lassan is, de közeledünk ahhoz, hogy olyan művégtagokat használhassunk, mint Luke Skywalker , azután, hogy Darth Vader fénykarddal levágta a kezét. Az izlandi Össur cég például már egy egész sorozat érintésérzékeny műkezet fejlesztett ki. És szintén tőlük származik az első agyhullámokkal vezérelt műláb is. Azt gondolhatnánk, hogy ez perifériális egészségügyi probléma, csakhogy az amputáció egyáltalán nem ritka. Tavaly Magyarországon például 2925 ilyen (a combcsont magasságában vágrehajtott) műtétet jegyeztek fel.
Érintésérzékeny műláb viszont még nem volt a piacon, eddig. A kutatók most ezt a problémát is megoldották. A feladat nehézségét az adta, hogy a térd feletti amputációk esetében hiányzik az az érzékszervi információ, amely a talajjal való találkozás közben a talpon kialakuló nyomás változásáról tájékoztatja az agyat, miközben a térd mozgása is érzékelhető - írja a New Atlas magazin. Ennek eredményeként a műlábat viselők nem tudják pontosan, hogy a protézisük talpa mikor érintkezik a talajjal, és azt sem, hogy a térd milyen mértékben hajlik meg éppen. Ezért a megbotlástól, felbukástól való félelem miatt gyakran túlságosan az ép lábukra támaszkodnak, ami egyenetlen járáshoz, izom-csontrendszeri sérülésekhez és fáradtsághoz vezet.
Jeleket ad a műláb talpa és térde
A svájci SensArs fejlesztőcég , a Freiburgi Egyetem és a zürichi ETH műszaki egyetem szakemberei fogtak neki, hogy kidolgozzák a megoldást. A fejlesztést az izlandi cég kereskedelemben kapható protéziseivel kezdték, majd tapintásérzékelőket szereltek a műláb talpára. A megoldásukat két amputált tesztalany használta három hónapon át. A szenzorok által érzékelt jeleket, valamint a művégtag térdízületéből származó elektronikus információkat egy elektróda vette, amelyet ideiglenesen beültettek az önkéntesek combjába. Ezek az elektródák villamos impulzusok révén stimulálják a láb idegpályáit , amivel lényegében lehetővé tesszik, hogy érezhetővé váljon a protézis talpa és térde.
Amikor a tesztalanyok sétáló gyakorlatokat végeztek, arról számoltak be, hogy jelentősen javult a bizalmuk a mesterséges lábakban, ami lehetővé tette számukra a gyorsabb mozgást a puha vagy egyenetlen felületeken, például homokon. Tudományos mérések, amelyek adatai többek között az önkéntesek által viselt oxigénfogyasztást ellenőrző maszkokból származtak, azt mutatták, hogy a járás fizikailag sokkal kevésbé veszi igénybe a szervezetet, amikor a láb idegrendszeri visszacsatolását bekapcsolják. Ezen felül az agyi aktivitás méréséből is az derült ki, hogy a járás egy ilyen rendszer segítségével mentálisan kevésbé megterhelő. További előnye, hogy amikor az elektródákat a protézistől függetlenül aktiválták - a láb idegeit meghatározott ideig stimulálva - az egyik tesztalanyban jelentősen csökkent a korábban fennálló fantomfájdalom , a másikban pedig teljesen eltűnt.
A tudósok most egy hosszabb, alaposabb tanulmányt terveznek, míg a SensArs fejlesztői az elektródák tartósan beültethető változatán dolgoznak, amely a felhasználó testében maradhatnak, hasonlóan a szívritmus-szabályozókhoz .
5.-es biológiakvíz: hány veséje van egy embernek? – 10 kérdés az emberi testről
Agyvezérelt és szabad forrású műlábak
Az agyhullámok által vezérelt első műlábakat az Össur már négy évvel ezelőtt bemutatta . Akkor is két amputáción átesett önkéntessel kezdték el a teszteket, akiknek az izomszöveteibe mioelektromos érzékelőket (IMES) ültettek. Az IMES érzékelők a protézis belsejében lévő vevőegység segítségével azonnal kiváltják a kívánt mozgást. A kommunikáció a tudatalatti tartományban megy végbe, folyamatosan és valós időben zajlik. Az elmevezérelt lábprotézisek megjelenése azért jelent fontos klinikai áttörést a bionikus technológiában, mert a művégtag nemcsak az egyén szándékos mozgásaihoz, hanem az intuitív tevékenységekhez is alkalmazkodik, azaz nagyon közel jutottunk olyan protézisek létrehozásához, amelyek valóban integrálódnak a felhasználójukhoz.
A legfejlettebb és már forgalmazott bionikus protézisek képesek a valós idejű tanulásra, és így automatikusan alkalmazkodnak felhasználó járási stílusához, a sebességéhez és terephez. A bionikus protézissel való járáshoz azonban általában még valamilyen tudatos, szándékos gondolat szükséges. A lépcsőre való fellépés például tudatos és nem tudatalatti művelet. Az új elmevezérelt technológia lehetővé teszi, hogy a lépcsőzéshez szükséges idegi kommunikáció a tudatalatti tartományban maradjon.
Ez úgy lehetséges, hogy a mozgás vezérlése a tudatalattinkban (az agyunkban) elektromos impulzusokat vált ki, ami katalizálja a megfelelő izmokat a cselekvésre. Az új technológiájú művégtagokban az IMES veszi át az elektromos impulzusokat, és adja ki a mozgási parancsot a műlábnak. Ez azt jelenti, hogy a protézis viselőinek már nem kell a mozgásra gondolniuk, mert tudattalan reflexeik automatikusan myoelektromos impulzusokká alakulnak, s ezek vezérlik bionikus műlábukat.
Ez is érdekelhet
Ha egy elmevezérelt műláb megkapja azt a plusz érzékelő képességet, amelyről a fentiekben szó volt, az valóban jelentős mértékben javíthatja a felhasználók mozgási szabadságát és kényelmét. Az ilyen high-tech eszközök magas árát azonban csak az nyomhatja le, ha a felhasználásuk igen széles körben elterjed, s így a fejlesztési költségek sok termék között oszolhatnak meg, és a gyártás is olcsóbbá válhat. De az is segíthet, ha a fejlesztésekbe sokan bekapcsolódnak . Ennek érdekében indult el idén nyáron az a kezdeményezés a Michigani Egyetemről, amely a bionikus műlábak fejlesztését egy open source (nyílt forrású) közösség kereteiben képzeli el. Ha sikerrel járnak, az mindent megváltoztathat a művégtagok piacán, mert sokkal könnyebbé teheti a fejlett termékekhez való hozzáférést.
