Amputeler Biyonik Bacak ve Nöroprotez Arayüzüyle Daha Hızlı ve Daha Doğal Yürüyor

Amputeler için araştırma, kayıp uzvun performansını taklit edebilen protezler yaratmayı amaçlıyor. Yeni bir nöroprotez arayüzü, sinir sistemine tam olarak yanıt verebilen biyonik bir bacak geliştirerek bu hedefe ulaşmada önemli ilerleme kaydetti. Bu ilerlemenin, diz altı amputelerde yürüme hızını %41 oranında artırdığı ve aynı zamanda merdivenler, yokuşlar ve engelli yollar gibi gerçek dünya ortamlarında performansı iyileştirdiği gösterildi.

Vücut parçalarının uzaydaki pozisyonunun farkındalığını sağlayan altıncı his olan propriosepsiyon, yeni arayüzün işlevselliğinde önemli bir rol oynar. Sinirsel kontrol bilgilerinin proteze iletilmesine ve kullanıcının proprioseptif duyusunun geri kazanılmasına izin vererek sistem, hareketin doğal hissettirilmesini sağlar ve hareketin düzenlenmesini iyileştirir. Bu çığır açan gelişme, Nature Medicine'de yayınlanan ve MIT'den araştırmacı Hugh Herr tarafından açıklanan bir çalışmada ayrıntılı olarak açıklanmıştır.

Arayüzün geliştirilmesi kas dinamikleri ve propriosepsiyonun anlaşılmasına dayanıyordu. Cerrahi amputasyon, amputasyon yerindeki sinir-kas mimarisini bozar ve bu da kas dinamiklerini ve propriosepsiyonunu etkiler. Ekip, agonist-antagonist kas çiftlerini kas algılayan elektrotlarla ve sinyalleri çözen bir bilgisayarla bağlayan bir arayüz oluşturdu. Bu kurulum, kullanıcıların biyonik uzvu düşünceleriyle kontrol etmelerine olanak tanır ve uzuvları hala sağlammış gibi doğal bir hareket hissi verir.

Araştırmacılar, proprioseptif kas girdisine odaklanarak ve biyolojik sinirsel bilginin yalnızca %18'ini kullanarak, önemli bir bilimsel keşif olarak değerlendirdikleri işlevsel yürüyüş kontrolünü geri kazandırmayı başardılar. Beynin uyum sağlama yeteneği, karmaşık protezleri minimal propriosepsiyonla kontrol etmesini sağlar ve bu da nöronal sinyallemenin kısmi restorasyonuyla nöroprotez işlevselliğinde önemli iyileştirmeler potansiyeline işaret eder.

Gelecekte araştırmacılar, kas çifti dinamiklerini daha iyi izlemek ve protez kontrolünü iyileştirmek için kas yüzey elektrotlarını manyetik kürelerle değiştirmeyi hedefliyor. Sonuç olarak, hedefleri periferik sinir sistemi, elektromekanik ve sentetik protezler arasında kusursuz bir bağlantı oluşturarak tam sinir kontrolü ve somutlaştırma elde etmektir. Bu çalışma, bu uzun vadeli hedefe doğru atılmış belirleyici bir adımdır ve nöroprotez teknolojisinde önemli ilerlemeler için potansiyeli vurgulamaktadır.