بیشتر اندام های بیونیک توسط سیگنال های الکتریکی تولید شده توسط عضلات در حال حرکت اتصال کنترل می شوند.اما زمانی که یک بازو در بالای آرنج قطع می شود، عضلات باقی مانده برای کنترل کنترل انگشتان دست مصنوعی کافی نیستند.
به گزارش تکناک، مکس اورتیز کاتالان، متخصص بیونیک در دانشگاه صنعتی چالمرز در سوئد میگوید: هرچه قطع عضو در قسمت های بالاتر دست باشد، مفاصل بیشتری باید جایگزین شوند و عضلات کمتری باید این کار را انجام دهند.
همانطور که اخیراً در Science Translational Medicine توضیح داده شد اکنون تیم اورتیز کاتالان یک سیستم بیونیک ایجاد کرده است که به مردی با قطع عضو بالای آرنج اجازه می دهد تا هر انگشت یک بازوی رباتیک را کنترل کند.
برای ایجاد سیگنالهای عضلانی بیشتر برای تحریک پروتز، محققان بستههای عصبی را که سیگنالها را از مغز مرد به ماهیچههای بالای بازوی او میبرد، تشریح کردند. فیبرها سپس پخش و به اهداف عضلانی جدیدی در بازوی باقی مانده از جمله بافت عضلانی پیوند شده از ران بیمار متصل شدند. آنها همچنین یک فیکسچر تیتانیوم را به استخوان باقیمانده بازو متصل کردند که اتصال پروتز را راحت تر امکان پذیر می کند.
پروتزها معمولا سیگنال های عضلانی را با الکترودهای روی سطح پوست دریافت می کنند. برای دستگاه جدید، محققان از روش قابل اطمینان تری استفاده کردند که کاشت الکترودها به طور مستقیم روی یا درون عضلات است.
این فرایند معمولاً شامل عبور سیمها از طریق پوست میشود. این طراحی فقط در محیطهای آزمایشگاهی امکانپذیر است، نه در زندگی روزمره. اما در سیستم جدید، سیمها از پیچ تیتانیوم عبور کرده و وارد بازوی رباتیک میشوند. سپس یک پردازنده در پروتز از یک الگوریتم هوش مصنوعی برای تبدیل سیگنالهای عضلانی به سیگنالهای کنترلی برای مفاصل بازو و دست استفاده میکند.
این مرد بیش از سه سال است که از این پروتز در زندگی روزمره خود برای گرفتن اشیا و ریختن نوشیدنی استفاده می کند. سینتیا چستک، مهندس زیستی از دانشگاه میشیگان، که در این پروژه شرکت نداشت، می گوید: این اولین دست مصنوعی مبتنی بر عصب است که بیمار می تواند با آن به خانه برود. این تیم برای بهینه سازی قابلیت کنترل پروتز و ادغام بازخورد حسی کار می کند.
با این حال، اتصال دستگاه نیاز به جراحی بزرگی دارد که خطر عفونت را به همراه دارد. چستک میگوید: همه افراد قطع عضو نمیخواهند که پیچ تیتانیوم روی پوستشان قرار بگیرد. همچنین، این پروتز تاکنون تنها یک بار نشان داده شده است. لورا میلر، دانشمند پروتز از آزمایشگاه توانایی شرلی رایان در شیکاگو، می گوید: این فقط یک شرکت کننده است، اما نتایج هیجان انگیزی را نشان می دهد. گروه او در حال برنامه ریزی برای همکاری با اورتیز کاتالان در یک آزمایش بزرگتر است. او میگوید: ما برای انجام این روش با افراد بیشتر هیجانزده هستیم.
