NEBIAS: najbardziej zaawansowana bioniczna ręka

Proteza ręki, która przekazuje bodźce dotykowe wystarczająco czułe, aby obchodzić się z jajkiem, została opracowana przez partnerów projektu NEBIAS w toku 10 lat prac badawczych finansowanych ze środków UE i jest teraz gotowa do eksploatacji. Najbardziej zaawansowana na świecie bioniczna ręka została przetestowana z pomocą Dennisa Aabo Sørensena, który przeszedł amputację. Badany był w stanie intuicyjnie chwytać przedmioty i stwierdzić, co trzyma, mając opaskę na oczach.

Naukowcy stworzyli nowy interfejs neuronowy, który dostarcza informacje sensoryczne ze sztucznej ręki do mózgu. Interfejs jest w stanie połączyć układ nerwowy pacjenta ze sztucznymi sensorami wbudowanymi w protezę, dzięki czemu użytkownik jest w stanie kontrolować skomplikowane ruchy ręki i palców.

Bioniczna ręka… która czuje

Sørensen, który dziesięć lat temu przeszedł amputację ręki, wziął udział w eksperymentach przeprowadzanych w ramach projektu. „Dali mi do potrzymania piłkę baseballową i po raz pierwszy od dekady byłem w stanie poczuć, że trzymam coś okrągłego w swojej protetycznej ręce”.

Aby umożliwić Sørensenowi odczuwanie kształtu trzymanego przedmiotu, badacze musieli najpierw opracować selektywny i wszczepialny interfejs neuronowy. „Przez selektywny należy rozumieć na przykład to, że kiedy rozmawiam z tobą w tłumie, to nie zwracam się do kogoś obok ciebie. Innymi słowy elektrody są wyposażone w interfejs z pewnymi obszarami nerwów, ale nie z innymi będącymi w pobliżu” – wyjaśnia koordynator projektu, dr Silvestro Micera . Micera wraz z zespołem usprawnił sztuczną rękę za pomocą sensorów wykrywających informacje dotykowe, wysyłane w czasie rzeczywistym do pacjenta, umożliwiając mu naturalne kontrolowanie ręki.

„To jedna z tych rzeczy, które uwielbiam w UE” – stwierdza dr Micera. „Te transnarodowe projekty są niesamowite. Można przeszukiwać pulę ponad 500 milionów mieszkańców, aby znaleźć najlepszych badaczy w poszczególnych dziedzinach”.

Prototyp przeszedł wstępne testy z wynikiem celującym, a kolejnym etapem będzie wytypowanie dwóch lub trzech osób do kilkuletniego testowania protezy wyposażonej we wszystkie elementy do noszenia, przenośne lub wszczepione. Jeżeli się sprawdzi, to za pięć do siedmiu lat rozpocznie się etap końcowy, na którym przeprowadzone zostaną wielkoskalowe badania kliniczne, aby ustalić, czy proteza nadaje się do powszechnego użytku. Dr Micera jest głęboko przekonany, że proteza będzie dostępna w ciągu dziesięciu lat.

Nebias i projekt Cyberhand

NEBIAS to kontynuacja intensywnych badań multidyscyplinarnych w tej dziedzinie, które zapoczątkowane zostały wiele lat temu wraz z projektem CYBERHAND w ramach przyszłych i powstających technologii (FET) z budżetu 5PR (2002-2005). Partnerzy CYBERHAND zaprezentowali mechaniczną rękę, ale zadanie bezpośredniego połączenia z układem nerwowym, aby umożliwić naturalną kontrolę, okazało się poza możliwościami projektu. Wysiłki zmierzające do połączenia robotycznych artefaktów z układem nerwowym były intensywnie podejmowane podczas realizacji 6PR i 7PR. Przeprowadzono udane testy prototypowej elektrody bez sensorycznej informacji zwrotnej i przestudiowano, jak elektrody mogłyby być wszczepiane w nerw pacjenta. Wyzwanie, jakie stawiała sensoryczna informacja zwrotna, zostało pokonane dopiero niedawno, a partnerzy NEBIAS, który jest także projektem dofinansowywanym ze środków FET, w pełni wykorzystują protezę i dalej rozwijają technologię bionicznych ramion.

Projekt NEBIAS, zaplanowany na cztery lata, rozpoczął się w listopadzie 2013 r. Otrzymał 3,4 mln EUR z budżetu 7. programu ramowego Komisji Europejskiej.

Źródło: Cordis