Po raz pierwszy w historii powstała funkcjonalna proteza, która zapewnia termiczną informację zwrotną w czasie rzeczywistym. Wykorzystując MiniTouch 57-letni Fabrizio po amputacji nadgarstka był w stanie rozróżniać i sortować obiekty o różnych temperaturach lub materiałach, a także odczuwać kontakt cielesny z innymi ludźmi.
Czytaj też: Powstała proteza, która naprawdę “czuje”. Na ten przełom czekaliśmy
Nowa technologia została opisana w czasopiśmie Med i jest wynikiem współpracy naukowców z Sant’Anna School of Advanced Studies w Pizie (Włochy) i École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Szwajcaria). Mimo prób, nigdy wcześniej nie udało się “odtworzyć” naturalnego czucia temperatury w sztucznej kończynie.
Temperatura to jedna z ostatnich granic przywracania czucia robotycznym dłoniom. Po raz pierwszy jesteśmy naprawdę blisko przywrócenia pełnej palety wrażeń osobom po amputacji. Prof. Silvestro Micera z EPFL
Ta proteza odmieni życie osobom po amputacjach
Zwrotne informacje sensoryczne to jeden z najważniejszych kroków umożliwiających osobom po amputacji interakcję z otoczeniem. Opierając się na wcześniejszych ustaleniach dotyczących fantomowych wrażeń termicznych, polegających na stymulacji określonych punktów na kikucie ramienia w celu wywołania percepcji w brakującej dłoni, badacze opracowali urządzenie MiniTouch.
Czytaj też: Powstała najbardziej zaawansowana proteza sterowana przez sztuczną inteligencję. Jakie ma możliwości?
Umożliwia ono osobom po amputacji postrzeganie temperatury i reagowanie na nią poprzez przesyłanie informacji termicznych od czubka palca protetycznej ręki do kikuta ramienia osoby po amputacji. Urządzenie wykorzystuje gotową elektronikę, można je zintegrować z dostępnymi na rynku protezami kończyn i nie wymaga żadnych zabiegów chirurgicznych. Wbrew pozorom, to bardzo prosty pomysł.
Podczas testów, Fabrizio był w stanie użyć MiniTouch do sortowania obiektów o różnych temperaturach. Po zaprezentowaniu trzech identycznych butelek zawierających odpowiednio zimną, chłodną i gorącą wodę proteza pozwoliła mu rozróżnić je ze 100-procentową dokładnością w porównaniu do zaledwie 33 proc. bez urządzenia. Urządzenie MiniTouch poprawiło także jego zdolność do dokładnego i szybkiego klasyfikowania metalowych kostek o różnych temperaturach.
Ponadto urządzenie MiniTouch poprawiło zdolność uczestnika do odróżniania ręki ludzkiej od protezy z zawiązanymi oczami – z 60 proc. bez urządzenia do 80 proc. z urządzeniem. Nie są to wciąż wartości idealne, ale da się je poprawić. Kilku pacjentów po amputacji uczestniczących we wstępnych badaniach zgłosiło, że najważniejszą zaletą systemu jest możliwość ponownego odkrycia kontaktu cielesnego z inną osobą.
Do tej pory wrażenia termiczne były bardzo zaniedbywane w badaniach nad neuroprotezami, mimo że istnieje coraz więcej dowodów na ich znaczenie w naszym codziennym życiu. Uważamy, że osoby po amputacji mogłyby odnieść korzyść z odzyskania czucia temperatury znacznie wykraczającego poza wykrywanie zimnych lub ciepłych obiektów. Jonathan Muheim, doktorant z EPFL
Technologia jest obecnie testowana w laboratorium. Następnym krokiem będzie przygotowanie urządzenia do użytku domowego i zintegrowanie informacji termicznych z wielu punktów fantomowej kończyny osoby po amputacji, np. umożliwienie ludziom rozróżnienia wrażeń termicznych i dotykowych na palcu i kciuku może pomóc im w chwytaniu gorącego napoju, natomiast umożliwienie czucia w tylnej części dłoni może poprawić poczucie więzi międzyludzkiej.