Άλματα επιστήμης: Ένιωσε το χέρι της γυναίκας του μετά από 17 χρόνια
Καθώς τα δάχτυλα του ηλεκτρονικού βραχίονα αγγίζουν και πιέζουν το χέρι της συζύγου του, οι αισθητήρες της συσκευής μεταφέρουν σήματα στα νεύρα του Alexander «Avi» Davidson. Ο εγκέφαλός του επεξεργάζεται αυτά τα σήματα και τα μεταφράζει σε μια αίσθηση αφής, την οποία είχε στερηθεί από τότε που έχασε το χέρι του πριν από 17 χρόνια. Η στιγμή αυτή αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα της εξέλιξης της σύγχρονης βιοϊατρικής τεχνολογίας. Ένα πείραμα που μέχρι πρόσφατα πραγματοποιούνταν αποκλειστικά σε εργαστηριακό περιβάλλον στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα μεταφέρθηκε πλέον στην καθημερινότητα του ίδιου του χρήστη. Ο Davidson ξεκίνησε να χρησιμοποιεί τον ηλεκτρονικό βραχίονα «Luke» στο σπίτι του, δοκιμάζοντάς τον σε καθημερινές δραστηριότητες χωρίς τη συνεχή παρουσία και επίβλεψη μηχανικών και ερευνητών. Από το εργαστήριο στην καθημερινή ζωή Το Πανεπιστήμιο της Γιούτα ανακοίνωσε την έναρξη της πρώτης κατ’ οίκον δοκιμής ενός ηλεκτρονικού βραχίονα που συνδέεται άμεσα με το νευρικό σύστημα. Στόχος της δοκιμής είναι να διαπιστωθεί κατά πόσο η συγκεκριμένη τεχνολογία μπορεί να λειτουργήσει αποτελεσματικά έξω από το αυστηρά ελεγχόμενο περιβάλλον ενός εργαστηρίου, αλλά και εάν ένας χρήστης θα μπορούσε να τη χρησιμοποιεί για μεγάλο χρονικό διάστημα στην καθημερινότητά του. Ο Davidson αναμένεται να χρησιμοποιεί τη συσκευή στο σπίτι του για έναν χρόνο, με πιθανότητα παράτασης της δοκιμής. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οι ερευνητές θα εξετάσουν την ικανότητά του να εκτελεί καθημερινές δραστηριότητες, την ευκολία χειρισμού του βραχίονα, την ποιότητα της αίσθησης που προσφέρει, καθώς και τον βαθμό στον οποίο η τεχνολογία μπορεί να βελτιώσει την καθημερινότητα των ανθρώπων που έχουν υποστεί ακρωτηριασμό. Σε προηγούμενες δοκιμές, οι συμμετέχοντες χρησιμοποιούσαν τον βραχίονα υπό την άμεση επίβλεψη μηχανικών και γιατρών στην πανεπιστημιούπολη. Η νέα έκδοση της συσκευής επιτρέπει μεγαλύτερη ανεξαρτησία, χάρη στις βελτιώσεις που έχουν γίνει στο λογισμικό, στα συστήματα ελέγχου, αλλά και στην ακρίβεια των κινήσεων και της αισθητηριακής ανάδρασης. Πώς λειτουργεί ο ηλεκτρονικός βραχίονας Η λειτουργία της συσκευής βασίζεται σε μια άμεση νευρωνική διεπαφή, γνωστή ως «ελεγκτής BIOS». Η διεπαφή αυτή συνδέεται με τα νεύρα και τους μύες που έχουν απομείνει στο άκρο του χρήστη και επιτρέπει την αμφίδρομη επικοινωνία μεταξύ του ανθρώπινου νευρικού συστήματος και του ηλεκτρονικού βραχίονα. Όταν ο Davidson επιθυμεί να κινήσει το χέρι που έχει χάσει, το σύστημα ανιχνεύει τα νευρικά σήματα που σχετίζονται με την επιθυμητή κίνηση και τα μετατρέπει σε εντολές για τον ηλεκτρονικό βραχίονα. Με αυτόν τον τρόπο, ο χρήστης μπορεί να κινεί το τεχνητό χέρι, να ανοίγει και να κλείνει τα δάχτυλα και να ρυθμίζει τη δύναμη της λαβής του. Η τεχνολογία δεν «διαβάζει» τις σκέψεις με την ευρεία έννοια. Αντίθετα, ανιχνεύει συγκεκριμένα νευρικά σήματα που αποστέλλονται από το νευρικό σύστημα και σχετίζονται με την εκτέλεση μιας κίνησης. Έτσι, η πρόθεση του χρήστη μετατρέπεται σε πραγματική κίνηση του ηλεκτρονικού άκρου. Η επικοινωνία, όμως, δεν λειτουργεί μόνο προς μία κατεύθυνση. Όταν τα ηλεκτρονικά δάχτυλα αγγίζουν ή πιέζουν ένα αντικείμενο, οι αισθητήρες τους καταγράφουν την πίεση και μεταδίδουν τις σχετικές πληροφορίες μέσω των νεύρων στον εγκέφαλο. Ο εγκέφαλος στη συνέχεια επεξεργάζεται αυτά τα σήματα και τα αντιλαμβάνεται ως αίσθηση αφής ή πίεσης. Από τις καθημερινές εργασίες στην επαναφορά της αφής Μέσα σε λίγες ημέρες από την έναρξη της χρήσης του βραχίονα, ο Davidson κατάφερε να εκτελεί μια σειρά από καθημερινές δραστηριότητες. Μεταξύ άλλων, μπορούσε να γράφει, να παίζει χαρτιά, να φτιάχνει σάντουιτς και να χρησιμοποιεί μικρά εργαλεία. Ωστόσο, μία από τις πιο σημαντικές εμπειρίες για τον ίδιο ήταν η δυνατότητα να κρατήσει το χέρι της συζύγου του και ταυτόχρονα να αντιλαμβάνεται την πίεση που ασκούσε. Η επαναφορά της αίσθησης αποτέλεσε, σύμφωνα με τον ίδιο, μια ιδιαίτερα σημαντική αλλαγή στη ζωή του. Όπως ανέφερε, δεν περίμενε ότι θα μπορούσε να ξανααισθανθεί μέσω ενός τεχνητού άκρου ούτε ότι η αίσθηση θα μπορούσε να είναι τόσο φυσική και ρεαλιστική. Ο Davidson έχασε το αριστερό του χέρι κάτω από τον αγκώνα όταν ήταν μόλις 16 ετών, ύστερα από πτώση από ύψος περίπου δέκα μέτρων. Το ίδιο ατύχημα είχε ως αποτέλεσμα να μείνει παράλυτος από τη μέση και κάτω. Κατά τα επόμενα χρόνια, δοκίμασε διάφορες μορφές ηλεκτρονικών και προσθετικών άκρων. Ωστόσο, σύμφωνα με τον ίδιο, ο βραχίονας «Luke» προσφέρει μεγαλύτερο εύρος κινήσεων, ακριβέστερο έλεγχο και μια αισθητηριακή εμπειρία που δεν είχε καταφέρει να βιώσει με προηγούμενες συσκευές. Μια καινοτόμος τεχνολογία που βρίσκεται ακόμη υπό εξέταση Το σύστημα αναπτύχθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου της Γιούτα και βασίζεται σε έναν προηγμένο ρομποτικό βραχίονα που κατασκευάστηκε από την εταιρεία DEKA. Οι ερευνητές πρόσθεσαν μια νευρωνική διεπαφή, η οποία επιτρέπει την ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ του τεχνητού άκρου και του νευρικού συστήματος του χρήστη. Με τον τρόπο αυτό, ο ρομποτικός βραχίονας μετατρέπεται σε ένα ηλεκτρονικό άκρο που μπορεί όχι μόνο να κινείται, αλλά και να παρέχει στον χρήστη περιορισμένη αίσθηση αφής. Το 2024, η συσκευή έλαβε από την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων των Ηνωμένων Πολιτειών (FDA) τον χαρακτηρισμό «Breakthrough Device», μια διαδικασία που αποσκοπεί στην επιτάχυνση της αξιολόγησης και ανάπτυξης καινοτόμων ιατρικών τεχνολογιών με σημαντικές θεραπευτικές δυνατότητες. Παρά την πρόοδο, η συγκεκριμένη τεχνολογία βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο κλινικής δοκιμής και δεν είναι διαθέσιμη για ευρεία εμπορική χρήση. Η περίπτωση του Davidson δεν σημαίνει επομένως ότι ο συγκεκριμένος βραχίονας είναι ήδη κατάλληλος για όλους τους ανθρώπους που έχουν υποστεί ακρωτηριασμό. Η τρέχουσα δοκιμή αφορά έναν μόνο χρήστη και η μακροχρόνια χρήση στο σπίτι αναμένεται να προσφέρει σημαντικά στοιχεία σχετικά με την ασφάλεια, τη σταθερότητα και την πρακτική χρησιμότητα της συσκευής. Παρόλα αυτά, το συγκεκριμένο πείραμα αποτελεί ένα σημαντικό βήμα στην εξέλιξη των προσθετικών άκρων. Η έρευνα δεν περιορίζεται πλέον στην κατασκευή ενός τεχνητού χεριού που μπορεί απλώς να κινείται. Ο απώτερος στόχος είναι η αποκατάσταση, έστω και μερική, της επικοινωνίας ανάμεσα στο σώμα και τον εγκέφαλο, ώστε ο χρήστης να μπορεί όχι μόνο να κινεί το τεχνητό άκρο, αλλά και να αισθάνεται τι αγγίζουν τα δάχτυλά του. Πηγή: ΕΡΤ