W tym tygodniu, Instytut Rehabilitacji w Chicago przedstawił pierwszą kobietę, która została wyposażona w technologię „bionicznego ramienia”. Claudia Mitchell, której po wypadku motocyklowym amputowano lewą rękę przy ramieniu, może teraz chwycić szufladę swoją protetyczną ręką, myśląc: „chwyć szufladę”. Fakt, że osoba może z powodzeniem kontrolować wiele złożonych ruchów protezy za pomocą swoich myśli, otwiera świat możliwości dla osób po amputacji. Konfiguracja — zarówno chirurgiczna jak i technologiczna — która umożliwia ten wyczyn jest prawie tak samo niesamowita jak wyniki procedury.
Technologia „bionicznego ramienia” jest możliwa przede wszystkim z powodu dwóch faktów związanych z amputacją. Po pierwsze, kora ruchowa w mózgu (obszar, który kontroluje dobrowolne ruchy mięśni) nadal wysyła sygnały kontrolne, nawet jeśli niektóre dobrowolne mięśnie nie są już dostępne do kontroli, a po drugie, kiedy lekarze amputować kończynę, nie usuwają wszystkie nerwy, które kiedyś nosił sygnały do tej kończyny. Jeśli więc ręka danej osoby zniknęła, istnieją działające odgałęzienia nerwów, które kończą się w ramieniu i po prostu nie mają dokąd wysłać swoich informacji. Jeśli te zakończenia nerwowe mogą być przekierowane do działającej grupy mięśniowej, to kiedy osoba myśli „chwyć uchwyt ręką”, a mózg wysyła odpowiednie sygnały do nerwów, które powinny komunikować się z ręką, te sygnały kończą się na działającej grupie mięśniowej zamiast na martwym końcu ramienia.
Reklama
Przekierowanie tych nerwów nie jest prostym zadaniem. Dr Todd Kuiken z RIC opracował procedurę, którą nazywa „ukierunkowaną reinerwacją mięśni”. Chirurdzy w zasadzie rozcinają ramię, aby uzyskać dostęp do zakończeń nerwowych, które kontrolują ruchy stawów ramienia, takich jak łokieć, nadgarstek i ręka. Następnie, nie uszkadzając nerwów, przekierowują zakończenia do pracującej grupy mięśni. W przypadku „bionicznego ramienia” RIC, chirurdzy podłączają zakończenia nerwowe do zestawu mięśni klatki piersiowej. Potrzeba kilku miesięcy, aby nerwy wrosły w te mięśnie i w pełni się z nimi zintegrowały. Efektem końcowym jest przekierowanie sygnałów sterujących: Kora motoryczna wysyła sygnały dla ramienia i ręki przez drogi nerwowe, tak jak zawsze, ale zamiast tych sygnałów kończących się na ramieniu, kończą się na klatce piersiowej.
Aby wykorzystać te sygnały do kontroli bionicznego ramienia, konfiguracja RIC umieszcza elektrody na powierzchni mięśni klatki piersiowej. Każda elektroda kontroluje jeden z sześciu silników, które poruszają stawami protetycznego ramienia. Kiedy osoba myśli „otwórz rękę”, mózg wysyła sygnał „otwórz rękę” do odpowiedniego nerwu, który teraz znajduje się w klatce piersiowej. Kiedy zakończenie nerwowe odbiera sygnał, mięsień klatki piersiowej, z którym jest połączone, kurczy się. Kiedy mięsień piersiowy „otwartej ręki” kurczy się, elektroda na tym mięśniu wykrywa aktywację i informuje silnik kontrolujący bioniczną rękę, aby się otworzyła. A ponieważ każde zakończenie nerwowe jest zintegrowane z innym fragmentem mięśnia piersiowego, osoba nosząca bioniczne ramię może poruszać wszystkimi sześcioma silnikami jednocześnie, co skutkuje całkiem naturalnym zakresem ruchów protezy.
Więcej informacji na temat „bionicznego ramienia” firmy RIC, zrobotyzowanych protez i pokrewnych tematów można znaleźć na następnej stronie.
Reklama
.