Protez ellerde yeni dönem! Mıknatıslar hareket hissini geri getiriyor

Pisa'daki Sant'Anna İleri Araştırmalar Okulu ile Cleveland Clinic araştırmacıları, ön kol kaslarına yerleştirilen küçük mıknatıslarla protez elin açılıp kapandığına dair doğal bir hareket hissi oluşturdu. Science Advances'ta yayımlanan çalışma, beynin parmak hareketlerini tek tek eylemler yerine koordineli örüntüler hâlinde algıladığını ortaya koydu.

İnsanlar ellerini görmeden yumruk yapabiliyor veya bir nesneye uzanabiliyor. Bu yetenek, kasların ve uzuvların hareketi hakkında beyne bilgi veren kinestezi duyusuna dayanıyor. Amputasyon sonrasında bu duyusal akışın kesilmesi, protez elle yapılan hareketleri daha zor ve daha az sezgisel hâle getirebiliyor.

KASLARA YERLEŞTİRİLEN MIKNATISLAR HAREKET HİSSİ SAĞLADI

Araştırmacılar, üst ekstremite protezlerinde hareket hissini yeniden oluşturmak için iki farklı nöral-makine arayüzünden elde edilen verileri karşılaştırdı. Tasarımları farklı olan sistemlerin ikisi de kullanıcılarda koordineli parmak hareketleri hissi oluşturdu. Bu sonuç, beynin kaslardan gelen sinyalleri "sinerji" adı verilen koordineli hareket örüntüleri olarak düzenlediğine işaret etti.

Kasların titreştirilmesi, kişide uzvunun hareket ettiği hissini oluşturabiliyor. Ancak dışarıdan uygulanan titreşim cildi de uyardığı için duyusal sinyalleri karıştırabiliyor. Sant'Anna'nın miyokinetik kinestetik arayüzü (MKkI), bu sorunu aşmak amacıyla kalan ön kol kaslarına yerleştirilen küçük mıknatısları kullanıyor. Mıknatıslar, cilde doğrudan temas etmeden kasların içinde titreşim oluşturuyor.

Araştırmacılar sistemi, Sant'Anna'nın yan şirketi Prensilia tarafından geliştirilen Mia Hand adlı robotik ele bağladı. İtalya'dan 34 yaşındaki bir katılımcı sistemi altı hafta boyunca test etti. Katılımcı, elinin açılıp kapandığını hissetti; parmakların da doğal harekete benzeyen örüntülerle birlikte hareket ettiğini bildirdi.

İKİ FARKLI SİSTEM AYNI ÖRÜNTÜYÜ GÖSTERDİ

Çalışmanın ilk yazarı Federico Masiero, MKkI'nin cilde temas etmeden kasları uyarmak için basit ve minimal invaziv bir implant kullandığını söyledi. Masiero, bu yaklaşımın hem insan motor kontrolünün anlaşılmasına hem de amputasyon sonrasında hareket hissinin yeniden kazandırılmasına yardımcı olabileceğini belirtti. Daha önce Sant'Anna'da doktora öğrencisi olan Masiero, çalışmalarını Münih Teknik Üniversitesi'nin Münih Robotik ve Makine Zekâsı Enstitüsü'nde sürdürüyor.

Cleveland Clinic'te geliştirilen sistem ise cerrahi sinir yönlendirmesini robotik teknolojiyle birleştiriyor. Sant'Anna'nın yaklaşımı implante edilen mıknatıslara dayanıyor. Farklı yapıdaki iki sistem de hareket hissi oluşturmak için derin kasları seçici biçimde titreştiriyor.