Een robothand, deze keer met gevoel

Een Deense man die negen jaar geleden zijn linkerhand verloor bij een vuurwerkongeluk, kan nu verschillende soorten druk voelen op drie vingers van een prothetische, robothand. Het werk omvatte een nieuw soort geïmplanteerd apparaat dat rechtstreeks feedback geeft aan de resterende zenuwen in de arm van de man. Het implantaat bleef 31 dagen op zijn plaats, waardoor de man gradaties van aanrakingsdruk kon voelen, afhankelijk van de hoeveelheid afgegeven elektrische stimulus.

Een man met een robothand kan nu verschillende gradaties van druk voelen dankzij een implantaat dat in verbinding staat met de zenuwen in zijn arm.

Het werk, uitgevoerd door onderzoekers van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie in Lausanne, Zwitserland, draagt ​​bij aan opmerkelijke recente ontwikkelingen in protheses die sensatie kunnen overbrengen. In een ander project testen onderzoekers van Case Western Reserve University een ander type implantaat dat verschillende soorten sensaties geeft en gedurende 19 maanden aan de arm van een Ohio-man is bevestigd. Dit implantaat levert nog steeds betrouwbaar sensaties - zoals het aanraken van kogellagers, schuurpapier of wattenbolletjes - op 20 plekken op zijn hand en vingers (zie Een kunstmatige hand met echte gevoelens).

Om hun resultaat te bereiken, plaatsten de Zwitserse onderzoekers elektroden in twee van de drie belangrijkste armzenuwen van de patiënt: de ellepijp en de mediaan. Krachten die op de vingertoppen van een kunsthand worden gedetecteerd, worden vertaald in elektrische stimuli die aan de elektroden worden afgegeven.

Het was best verbazingwekkend, want plotseling kon ik iets voelen dat ik negen jaar niet had gevoeld, zei het onderwerp, Dennis Aabo Sørensen, in een video- verzorgd door het Zwitserse instituut. Ik voelde ronde dingen en harde dingen en zachte dingen. De feedback was totaal nieuw voor mij. Plotseling, toen ik de bewegingen deed, kon ik voelen wat ik aan het doen was, in plaats van te kijken naar wat ik aan het doen was.

Details van het Zwitserse implantaat worden vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap Translationele geneeskunde.

Stimulatie in de nervus ulnaris veroorzaakte sensaties in de pink van de man, terwijl stimulatie in de mediaan sensaties in de wijsvinger en duim veroorzaakte. De onderzoekers waren in staat om de stimulatieniveaus aan te passen aan de hoeveelheid druk die op een cijfer werd uitgeoefend, en produceerden sensaties variërend van de lichtste aanraking tot grote druk. Bovendien kon Sørensen zien hoe krachtig hij een voorwerp vasthield, zodat hij kon voorkomen dat het wegglipte zonder te hard te knijpen. Sørensen kon zelfs zien of hij iets ronds, gemaakt van hout of een opgerolde doek vasthield, zelfs als hij geblinddoekt was en geluiddempende oorkappen droeg.

Dit is erg belangrijk, zegt Stanisa Raspopovic, een wetenschapper in het Translational Neural Engineering Laboratory van het Zwitserse instituut, en een van de onderzoekers van het project. Deze graduele sensatie wordt in realtime gedaan en hij kan onmiddellijk het verschil voelen.

Het Zwitserse instituut zei in een persbericht dat de Deense man de eerste geamputeerde ter wereld was die - in realtime - een sensorisch verbeterde prothese voelde, maar er zijn nog meer van dergelijke proeven aan de gang. De implantaten in een van de proefpersonen van Case Western in Ohio, Igor Spetic, een 48-jarige man die zijn rechterhand verloor bij een industrieel ongeval, zitten het langst op hun plaats.

Jack Judy , directeur van het Nanoscience Institute for Medical and Engineering Technologies aan de Universiteit van Florida, Gainesville, en een voormalig programmamanager van het Amerikaanse Defense Research Projects Agency die werkt aan neurale interfaces, zegt dat de resultaten er op korte termijn goed uitzien, maar voegt eraan toe dat de echte zorg is de stabiliteit op lange termijn van de technologie. Wanneer de langetermijnprestaties van de nieuwe neurale interface zijn vastgesteld, kan deze nieuwe alternatieve benadering de kwaliteit van leven van geamputeerden aanzienlijk verbeteren, zegt hij.

Raspopovic zegt in eerdere studies bij ratten dat het Zwitserse implantaat negen tot twaalf maanden duurde, en voegde eraan toe: we hebben er alle vertrouwen in dat dit een lange, lange periode kan aanhouden.

De Zwitserse studie is het resultaat van een samenwerking genaamd Lifehand 2, met behulp van een robot hand , in ontwikkeling door verschillende Europese universiteiten en ziekenhuizen. Een patiënt regelt de beweging van de hand met standaardtechnologie waarbij spieren in het restledemaat mechanische onderdelen van de prothese activeren.

Andere inspanningen die over de hele wereld worden gedaan, zijn gericht op het verbeteren van de controle over de prothese, bijvoorbeeld door zenuwvezels opnieuw te bedraden om meer geavanceerde protheses te besturen (zie Een levensechte prothetische arm ), of door de herseninterfaces te verbeteren om gedachtencontrole mogelijk te maken (zie Brain Helpt quadriplegics om robotarmen te verplaatsen met Hun gedachten).

Susan Young droeg bij aan dit verhaal.

zich verstoppen