Insinyur Membuat Lengan Bionik yang Mengembalikan Perilaku Alami pada Pasien

Peneliti di Cleveland Clinic telah mengembangkan lengan bionik baru yang mengembalikan perilaku alami pada pasien dengan amputasi anggota tubuh atas. Teknologi ini adalah yang pertama dari jenisnya, dan penelitian tersebut diterbitkan di Science Robotics.

Tim peneliti internasional ini menggabungkan tiga fungsi penting dalam sistem bionik: kontrol motor intuitif, sentuhan dan kinestesia genggaman. Yang terakhir dari ketiga fungsi tersebut adalah sensasi membuka dan menutup tangan.

Tim, yang dipimpin oleh Cleveland Clinic, juga termasuk peneliti dari University of Alberta dan University of New Brunswick.

Paul Marasco, Ph.D, adalah penyelidik utama dan asisten profesor di Lembaga Penelitian Biomedis Cleveland Clinic.

“Kami memodifikasi prostetik standar dengan sistem bionik yang kompleks ini yang memungkinkan pengguna untuk menggerakkan lengan prostetik mereka dengan lebih intuitif dan merasakan sensasi sentuhan dan gerakan pada saat yang sama,” kata Dr. Marasco. “Temuan ini adalah langkah penting menuju penyediaan orang dengan amputasi dengan restorasi fungsi lengan alami yang lengkap.”

Sistem Bionik

Sistem yang baru dikembangkan ini adalah yang pertama untuk menguji ketiga fungsi sensorik dan motorik sekaligus dalam antarmuka mesin saraf dalam lengan prostetik. Antarmuka mesin saraf ini dapat terhubung dengan saraf anggota tubuh pengguna, dan memungkinkan pasien untuk mengirimkan impuls saraf dari otak ke prostetik. Mereka juga dapat menerima informasi fisik dari lingkungan, yang dapat dikirim kembali ke otak mereka melalui saraf mereka.

Lengan buatan memiliki umpan balik dan kontrol dua arah, dan ini memungkinkan pengguna untuk melakukan tugas tertentu setara dengan individu non-difabel.

Dr. Marasco memimpin Laboratorium untuk Integrasi Bionik.

“Mungkin apa yang kami temukan paling menarik adalah bahwa mereka membuat penilaian, keputusan dan menghitung dan memperbaiki kesalahan mereka seperti orang tanpa amputasi,” kata Dr. Marasco. “Dengan lengan bionik baru, orang berperilaku seperti mereka memiliki tangan alami. Biasanya, perilaku otak ini sangat berbeda antara orang dengan dan tanpa prostetik anggota tubuh atas.”

Menguji Lengan Bionik

Lengan bionik ini diuji pada dua partisipan penelitian dengan amputasi anggota tubuh atas. Individu tersebut sebelumnya telah menjalani reinnervasi sensorik dan motorik yang ditargetkan, yang mengalihkan saraf amputasi ke kulit dan otot yang tersisa untuk membangun antarmuka mesin saraf.

Peneliti sekarang harus memperluas pekerjaan mereka karena ukuran studi sangat kecil.

Partisipan mengenakan prostetik canggih saat melakukan tugas yang mencerminkan perilaku dasar, atau yang memerlukan fungsi tangan dan lengan. Peneliti kemudian menilai kinerja melalui alat evaluasi canggih dan menemukan bahwa strategi perilaku dan otak partisipan berubah. Mereka kemudian setara dengan individu tanpa amputasi.

Partisipan dapat melakukan perilaku tanpa harus menonton prostetik, dan mereka dapat lebih efektif memperbaiki kesalahan.

“Selama dekade terakhir atau dua, kemajuan dalam prostetik telah membantu pengguna untuk mencapai fungsionalitas yang lebih baik dan mengelola kehidupan sehari-hari mereka sendiri,” kata Dr. Marasco. “Untuk pertama kalinya, orang dengan amputasi anggota tubuh atas sekarang dapat lagi ‘berpikir’ seperti orang yang tidak memiliki disabilitas, yang menawarkan pengguna prostetik tingkat reintegrasi yang lebih lancar kembali ke kehidupan sehari-hari.”