EPFL, Pisa’daki Sant’Anna İleri Araştırmalar Okulu ve Roma’daki A. Gemelli Üniversitesi Polikliniği’nden araştırmacılar tarafından geliştirilen yeni nesil biyonik el; amputelerin (bir uzvu kesilmiş olan kimse) çok ince, doğal bir dokunuş hissi kazanmasını sağlamaktadır. Bilim insanları, beynimizin hareket sırasında ve sonrasında uzuvlarımızın konumunu anında ve doğru bir şekilde hissetme kapasitemiz olan propriosepsiyon (vücut içerisinde oluşan bilinç ve istem dışı hareket algısı) duygusunu yeniden oluşturmayı başardılar; karanlıkta veya gözlerimiz kapalı olsa bile…
Yeni cihaz, hastaların bir masadaki bir nesneye ulaşmalarını ve nesnenin sertliğine, şekline, konumuna ve boyutuna bakmadan anlamalarını sağlıyor. Protez, birkaç hasta üzerinde başarıyla test edilmiştir ve amputenin kesilmiş uzvundaki sinirleri uyararak çalışır. Sinirler daha sonra gerçek zamanlı olarak, adeta doğal bir el gibi hastalara duyusal geri bildirim sağlayabilir.
Bulgular Science Robotics dergisinde yayınlanmıştır. Bu çalışma, EPFL ve Sant’Anna İleri Araştırmalar Okulu Biyomühendislik profesörü Silvestro Micera ve Roma’daki A. Gemelli Üniversitesi Polikliniği Nörobilim Direktörü Paolo Maria Rossi’ni tarafından koordine edilen on yıllık bilimsel araştırmanın sonucudur.
Duyusal Geri Bildirim
Mevcut miyoelektrik protezler, önkolda kalan kas fonksiyonunu kullanarak, amputenin yapay uzuvlarının istemli motor kontrolünü yeniden kazanmalarına izin verir. Bununla birlikte, herhangi bir duyusal geri bildirimin olmayışı, hastaların görsel ipuçlarına büyük ölçüde güvenmeleri gerektiği anlamına gelir. Bu onların yapay uzuvlarının vücutlarının bir parçası olduğunu hissetmelerini önleyebilir ve kullanımı daha yapay hale getirebilir.
Son zamanlarda bazı araştırma grupları, gelişmiş işlev ve protez düzenlemesine yol açan amputelerde dokunsal geri bildirim sağlamayı başarmıştır. Ancak bu son çalışma; işleri bir adım daha ileri götürmüştür.
Micera: “Çalışmamız intranöral stimülasyona dayanan duyusal substitüsyonu (yerine koyma) aynı anda ve gerçek zamanlı olarak hem pozisyon geri beslemesi hem de dokunsal geri bildirim sağlayabildiğini göstermektedir. Beynin bu bilgiyi birleştirmekte bir sorunu yoktur ve hastalar her iki türü de gerçek zamanlı olarak mükemmel sonuçlarla işleyebilir.”
İntranöral stimülasyon, doğrudan amputeenin uzuv kalıntısı içine yerleştirilen elektrotlar tarafından gönderilen elektrik darbelerini kullanarak harici bilgi akışını yeniden kurar. Hastalar daha sonra bu darbeleri propriyoseptif ve dokunsal duyulara nasıl dönüştüreceklerini yavaş yavaş öğrenmek için eğitime girmek zorundadırlar.
Bu teknik iki amputenin; sağlıklı deneklerde elde edilen sonuçlarla karşılaştırılabilir şekilde yüksek propriyoseptif keskinliğini tekrar kazanmasını sağlamıştır. Konum bilgisinin ve dokunsal geri beslemenin eşzamanlı olarak verilmesi, iki amputenin yüksek hassasiyet düzeyinde (%75.5) dört nesnenin boyutunu ve şeklini belirlemesine izin vermiştir.
EPFL araştırmacısı ve çalışmanın baş yazarı Edoardo D’Anna: “Bu sonuçlar, amputelerin intranöral stimülasyon yoluyla eşzamanlı olarak alınan dokunsal ve konum bilgilerini etkili bir şekilde işleyebildiğini göstermektedir.”
