مهندسون يخترعون ذراعًا بونيًا يعيد السلوكيات الطبيعية للمرضى

قام باحثون في مستشفى كليفلاند بتصميم ذراع بوني جديد يعيد السلوكيات الطبيعية للمرضى الذين خضعوا لاستئصال الأطراف العلوية. هذه التكنولوجيا هي الأولى من نوعها، ونشرت الأبحاث في Science Robotics.

جمع الفريق البحثي الدولي ثلاث وظائف مهمة في النظام البوني: التحكم الحركي المتعاطف، واللمس والقبضة الكينستيزيا. والأخير هو شعور بفتح وإغلاق اليد.

كان الفريق، الذي قاده مستشفى كليفلاند، يشمل أيضًا باحثين من جامعة ألبرتا وجامعة نيو برونزويك.

بول ماراسكو، دكتوراه، هو رئيس الباحثين وأستاذ مساعد في معهد كليفلاند ليرنر للبحوث الطبية في قسم الهندسة البيولوجية.

“لقد قمنا بتعديل طريقة العلاج القياسية للبروتيز باستخدام هذا النظام البوني المعقد الذي يسمح للمستخدمين بتحريك ذراعهم البروتيزي بطريقة أكثر直觉ًا ويشعرون باللمس والحركة في نفس الوقت،” قال الدكتور ماراسكو. “هذه النتائج هي خطوة مهمة نحو تقديم استعادة كاملة للوظيفة الطبيعية للذراع للمرضى الذين خضعوا لاستئصال الأطراف.”

النظام البوني

النظام الذي تم تطويره حديثًا هو الأول الذي يختبر جميع ثلاث وظائف الحسية والحركية في نفس الوقت في واجهة عصبية آليّة في ذراع بوني. واجهة العصب والآلة قادرة على الاتصال بأعصاب الساعد، وتمكن المرضى من إرسال إشارات عصبية من الدماغ إلى الذراع البروتيزي. كما يمكنهم استقبال المعلومات المادية من البيئة، والتي يمكن إرسالها zurück إلى دماغهم من خلال أعصابهم.

الذراع الاصطناعي له تغذية راجعة ثنائية الاتجاه وسيطرة، وهذا ما يمكّن المستخدمين من أداء مهام معينة على نفس مستوى الأفراد غير المعاقين.

الدكتور ماراسكو يترأس مختبر التكامل البوني.

“ربما ما كنا أكثر حماسًا لتعلمه هو أنهم اتخذوا أحكامًا وقرارات وحسبوا وصححوا من أخطائهم مثل شخص بدون استئصال،” قال الدكتور ماراسكو. “مع الذراع البوني الجديد، يتصرف الناس كما لو كان لديهم يد طبيعية. عادة ما تكون سلوكيات الدماغ هذه مختلفة جدًا بين الأشخاص الذين لديهم بروتيزات للأطراف العلوية وتلك التي ليس لديهم.”

اختبار الذراع البوني

تم اختبار الذراع البوني على两个 مشاركين في الدراسة الذين خضعوا لاستئصال الأطراف العلوية. كان هؤلاء الأفراد قد خضعوا في السابق لاستعادة الحس والحركة المستهدفة، والتي توجيه الأعصاب المستأصلة إلى الجلد والعضلات المتبقية لتأسيس واجهة عصبية آليّة.

يجب على الباحثين الآن توسيع نطاق العمل منذ أن كانت حجم الدراسة صغيرًا جدًا.

ارتدى المشاركون البروتيز المتقدم أثناء أداء مهام تعكس السلوكيات الأساسية، أو تلك التي تتطلب وظيفة اليد والذراع. ثم قيم الباحثون الأداء من خلال أدوات تقييم متقدمة ووجدوا أن استراتيجيات الدماغ والسلوك للمشاركين تغيرت. لقد أصبحوا على نفس مستوى الأفراد بدون استئصال.

كان المشاركون قادرين على أداء سلوكيات بدون الحاجة إلى مشاهدة البروتيز، ويمكنهم تصحيح الأخطاء بشكل أكثر فعالية.

“على مدار العقد أو العقدين الماضيين، ساهمت التطورات في البروتيزات في تمكين المستخدمين من تحقيق وظيفة أفضل وإدارة الحياة اليومية بمفردهم،” قال الدكتور ماراسكو. “للمرة الأولى، يمكن للأشخاص الذين خضعوا لاستئصال الأطراف العلوية أن يفكروا مرة أخرى مثل الأشخاص ذوي القدرة على الحركة، مما يوفر لمستخدمي البروتيزات مستويات جديدة من إعادة التكامل السلسة إلى الحياة اليومية.”