En robothand, den här gången med känsla

En dansk man som förlorade sin vänstra hand i en fyrverkeriolycka för nio år sedan kan nu känna olika typer av tryck på tre fingrar av en protetisk, robothand. Arbetet involverade en ny typ av implanterad enhet som levererar feedback direkt till de återstående nerverna i mannens arm. Implantatet lämnades på plats i 31 dagar, vilket gjorde att mannen kunde känna graderingar av beröringstryck, beroende på mängden elektrisk stimulans som levererades.

En man med en robothand kan nu känna olika grader av tryck tack vare ett implantat som kopplar samman med nerverna i hans arm.

Arbetet, utfört av forskare vid det schweiziska federala tekniska institutet i Lausanne, Schweiz, bidrar till anmärkningsvärda framsteg på senare tid inom proteser som kan förmedla sensation. I ett annat projekt testar forskare vid Case Western Reserve University en annan typ av implantat som ger olika typer av förnimmelser och som har varit fästa vid en mans arm i Ohio i 19 månader. Detta implantat avger fortfarande på ett tillförlitligt sätt förnimmelser – som att röra vid kullager, sandpapper eller bomullsbollar – på 20 ställen på hans hand och fingrar (se En konstgjord hand med riktiga känslor).

För att uppnå sitt resultat satte de schweiziska forskarna in elektroder i två av patientens tre stora armnerver: ulnar och median. Krafter som upptäcks på fingertopparna på en konstgjord hand översätts till elektriska stimuli som levereras till elektroderna.

Det var ganska fantastiskt, för plötsligt kunde jag känna något jag inte känt på nio år, sa försökspersonen Dennis Aabo Sørensen i en video- tillhandahålls av det schweiziska institutet. Jag kunde känna runda saker och hårda saker och mjuka saker. Feedbacken var helt ny för mig. Plötsligt, när jag gjorde rörelserna, kunde jag känna vad jag gjorde, istället för att titta på vad jag gjorde.

Detaljer om det schweiziska implantatet publiceras idag i tidskriften Vetenskap translationell medicin.

Stimulering i ulnarnerven gav förnimmelser i mannens pinky, medan stimulering i medianen gav förnimmelser i pekfingret och tummen. Forskarna kunde justera stimuleringsnivåerna för att motsvara mängden tryck som applicerades på en siffra, vilket producerade förnimmelser från den lättaste beröringen till kraftigt tryck. Dessutom kunde Sørensen berätta hur kraftfullt han höll ett föremål, vilket gjorde att han kunde förhindra att det halkade utan att klämma för hårt. Sørensen kunde till och med se om han tog tag i något runt, gjord av trä eller en upprullad trasa – även när han hade ögonbindel och hade ljuddämpande öronskydd.

Det här är väldigt viktigt, säger Stanisa Raspopovic, en forskare vid Translational Neural Engineering Laboratory vid det schweiziska institutet och en av forskarna i projektet. Denna graderade känsla görs i realtid, och han kan omedelbart känna skillnaden.

Det schweiziska institutet sa i ett pressmeddelande att den danske mannen var den första amputerade i världen som kände sig – i realtid – med en sensorisk förstärkt protes, men andra sådana prövningar är på gång. Implantaten i en av Case Westerns försökspersoner i Ohio, Igor Spetic, en 48-årig man som förlorade sin högra hand i en industriolycka, har varit på plats längst.

Jack Judy , chef för Nanoscience Institute for Medical and Engineering Technologies vid University of Florida, Gainesville, och en tidigare programchef för US Defense Research Projects Agency som arbetar med neurala gränssnitt, säger att resultaten ser bra ut på kort sikt, men tillägger att den verkliga oro är teknikens långsiktiga stabilitet. När den långsiktiga prestandan för det nya neurala gränssnittet är etablerat, kan detta nya alternativa tillvägagångssätt avsevärt förbättra livskvaliteten för amputerade, säger han.

Raspopovic säger i tidigare studier på råttor att det schweiziska implantatet varade i nio till 12 månader, och tillägger: Vi är mycket övertygade om att detta kan pågå under en lång, lång period.

Den schweiziska studien är resultatet av ett samarbete kallat Lifehand 2, med hjälp av en robothand , under utveckling av flera europeiska universitet och sjukhus. En patient styr handens rörelse med standardteknik där muskler i den kvarvarande extremiteten aktiverar mekaniska delar på protesen.

Andra pågående ansträngningar runt om i världen syftar till att förbättra proteskontrollen, genom att koppla om nervfibrer för att kontrollera mer sofistikerade proteser (se till exempel A Lifelike Prosthetic Arm), eller förbättra hjärnans gränssnitt för att möjliggöra tankekontroll (se Brain Helps Quadriplegics Move Robotic Arms with Deras tankar).

Susan Young bidrog med rapportering till denna berättelse.

Dölj