Chicagon kuntoutusinstituutti esitteli tällä viikolla ensimmäisen naisen, jolle on asennettu sen ”bioninen käsivarsi”-teknologia. Claudia Mitchell, jonka vasen käsi amputoitiin olkapäästä moottoripyöräonnettomuuden jälkeen, voi nyt tarttua laatikon vetimeen proteesikädellään ajattelemalla ”tartu laatikon vetimeen”. Se, että ihminen voi onnistuneesti ohjata proteesin useita monimutkaisia liikkeitä ajatuksillaan, avaa amputoiduille uusia mahdollisuuksia. Asetelma – sekä kirurginen että teknologinen – joka tekee tämän saavutuksen mahdolliseksi, on melkein yhtä hämmästyttävä kuin toimenpiteen tulokset.
”Bioninen käsivarsi” -teknologia on mahdollista ensisijaisesti kahden amputointiin liittyvän tosiasian vuoksi. Ensinnäkin aivojen motorinen aivokuori (alue, joka ohjaa tahdonalaisia lihasliikkeitä) lähettää edelleen ohjaussignaaleja, vaikka tietyt tahdonalaiset lihakset eivät ole enää käytettävissä; ja toiseksi, kun lääkärit amputoivat raajan, he eivät poista kaikkia hermoja, jotka kerran kuljettivat signaaleja kyseiseen raajaan. Jos ihmisen käsivarsi siis katoaa, olkapäähän päättyviä toimivia hermokantoja ei yksinkertaisesti ole enää minnekään lähettämässä tietojaan. Jos nuo hermopäätteet voidaan ohjata uudelleen toimivaan lihasryhmään, niin kun henkilö ajattelee ”tartu kädellä kahvaan” ja aivot lähettävät vastaavat signaalit hermoille, joiden pitäisi kommunikoida käden kanssa, nuo signaalit päätyvät toimivaan lihasryhmään olkapään umpikujan sijasta.
Esittely
Näiden hermopäätteiden ohjaaminen uudelleen ei ole yksinkertainen tehtävä. Tohtori Todd Kuiken RIC:stä kehitti toimenpiteen, jota hän kutsuu ”kohdennetuksi lihasreinnervaatioksi”. Kirurgit periaatteessa leikkelevät olkapäätä päästäkseen käsiksi hermopäätteisiin, jotka ohjaavat kyynärnivelen, ranteen ja käden kaltaisten käsinivelten liikkeitä. Sitten hermoja vahingoittamatta he ohjaavat hermopäätteet uudelleen toimivaan lihasryhmään. RIC:n ”bionisen käden” tapauksessa kirurgit kiinnittävät hermopäätteet rintalihaksiin. Kestää useita kuukausia, ennen kuin hermot kasvavat näihin lihaksiin ja integroituvat täysin. Lopputuloksena on ohjaussignaalien uudelleenohjautuminen: Motorinen aivokuori lähettää signaaleja käsivartta ja kättä varten hermokäytävien kautta, kuten aina ennenkin, mutta sen sijaan, että signaalit päätyisivät olkapäähän, ne päätyvät rintakehään.
Jotta näitä signaaleja voitaisiin käyttää bionisen käsivarren ohjaamiseen, RIC-järjestelyssä asetetaan elektrodit rintalihasten pinnalle. Kukin elektrodi ohjaa yhtä kuudesta moottorista, jotka liikuttavat proteesikäden niveliä. Kun henkilö ajattelee ”avaa käsi”, aivot lähettävät ”avaa käsi” -signaalin asianomaiseen hermoon, joka nyt sijaitsee rintakehässä. Kun hermopääte vastaanottaa signaalin, sen yhteydessä oleva rintalihas supistuu. Kun ”avaa käsi” -rintalihas supistuu, kyseisessä lihaksessa oleva elektrodi havaitsee aktivoitumisen ja käskee bionista kättä ohjaavaa moottoria avautumaan. Ja koska jokainen hermopääte on integroitu eri rintalihaksen osaan, bionista kättä käyttävä henkilö voi liikuttaa kaikkia kuutta moottoria samanaikaisesti, jolloin proteesin liikeradat ovat melko luonnolliset.
Lisätietoa RIC:n ”bionisesta kädestä”, robottiproteeseista ja niihin liittyvistä aiheista löydät seuraavalta sivulta.
Mainos