Mühendisler Üst Ekstremite Amputasyonlu Hastalarda Doğal Davranışları Geri Kazandıran Bionik Kollu Bir Sistem Geliştirdiler

Cleveland Clinic’te çalışan araştırmacılar, üst ekstremite amputasyonu olan hastalarda doğal davranışları geri kazandıran yeni bir bionik kol geliştirdiler. Bu teknoloji, ilk kez uygulanıyor ve araştırma Science Robotics dergisinde yayımlandı.

Uluslararası araştırma ekibi, bionik sistemde üç önemli fonksiyonu birleştirdi: sezgisel motor kontrol, dokunma ve kavrama kinestezisi. Sonuncusu, elin açılması ve kapanmasının hissidir.

Cleveland Clinic liderliğindeki ekip, Alberta Üniversitesi ve New Brunswick Üniversitesi’nden araştırmacıları da içeriyordu.

Paul Marasco, Ph.D, Cleveland Clinic Lerner Araştırma Enstitüsü’nün Biyomedikal Mühendislik Bölümü’nde yardımcı profesör ve baş araştırmacıdır.

“Standart bir protezi bu kompleks bionik sistemle değiştirdik, bu da wearers’in protez kolunu daha sezgisel bir şekilde hareket ettirmelerine ve aynı anda dokunma ve hareket hissi hissetmelerine olanak tanır” dedi Dr. Marasco. “Bu bulgular, amputasyonlu kişiler için doğal kol fonksiyonunun tam olarak geri kazanılmasına doğru önemli bir adımdır.”

Bionik Sistem

Yeni geliştirilen sistem, bir protez kolda aynı anda üç duyusal ve motor fonksiyonu test eden ilk nöral-makine arayüzüdür. Nöral-makine arayüzü, wearers’in limb sinirleriyle bağlantılı olabilir ve onlara beyinlerinden proteze sinir impulsaları gönderme ve çevrelerinden fiziksel bilgi alma olanağı sağlar.

Sanal kol, bi-yönlü geri bildirim ve kontrolü sahiptir ve bu, wearers’in belirli görevleri engelli olmayan kişilerle aynı seviyede gerçekleştirmelerine olanak tanır.

Dr. Marasco, Bionik Entegrasyon Laboratuvarı’nı yönetiyor.

“Belki de en çok heyecanlandığımız şey, wearers’in hatalarını yargılayabilmeleri, kararlar alabilmeleri ve hesaplayabilmeleri ve hatalarını düzeltmeleriydi” dedi Dr. Marasco. “Yeni bionik uzuv ile insanlar, doğal bir eli olan gibi davranıyorlar. Normalde, bu beyin davranışları, üst ekstremite protezleri olan ve olmayan kişiler arasında çok farklıdır.”

Bionik Kolu Test Etme

Bionik kol, üst ekstremite amputasyonu olan iki denek üzerinde test edildi. Bireyler daha önce hedeflenmiş duyusal ve motor reinnervasyon geçirerek, nöral-makine arayüzünü kurmak için ampute sinirlerini kalan cilt ve kaslara yönlendirdiler.

Araştırmacılar şimdi küçük çalışma boyutu nedeniyle bu çalışmayı genişletmelidir.

Denekler, temel davranışları yansıtan görevleri gerçekleştirirken gelişmiş protezi giydiler. Araştırmacılar daha sonra performansını gelişmiş değerlendirme araçları ile değerlendirdiler ve deneklerin beyin ve davranış stratejilerinin değiştiğini buldular. Bunlar, amputasyonu olmayan bir bireyininkilerle aynı seviyeye ulaştı.

Denekler, protezi izlemelerine gerek kalmadan davranışları gerçekleştirebildiler ve hataları daha etkili bir şekilde düzelttiler.

“Son on yılda, protezlerin gelişmesi, wearers’in daha iyi bir işlevselliğe ulaşmasına ve günlük yaşamlarını bağımsız olarak yönetmelerine yardımcı oldu” dedi Dr. Marasco. “İlk kez, üst ekstremite amputasyonu olan kişiler, tekrar ‘normal’ bir insan gibi düşünebiliyorlar, bu da protez wearers’in günlük yaşama geri dönmesini kolaylaştırıyor.”