Picioarele protetice controlate de sistemul neuronal al persoanei aduc un mers natural

Urmăriți Drugslib pe

Revizuit medical de Carmen Pope, BPharm. Ultima actualizare pe 1 iulie 2024.

De Dennis Thompson HealthDay Reporter

LUNI, 1 iulie 2024 -- Picioarele protetice „inteligente” pot ajuta persoanele amputate să obțină un mers natural, dar se realizează prin senzori și algoritmi robotici care conduc membrul înainte la viteze predeterminate.

A O modalitate mai bună ar fi să le oferi oamenilor controlul deplin asupra membrului prin intermediul sistemului nervos -- și asta este ceea ce o echipă de cercetare MIT spune că a făcut.

O procedură chirurgicală experimentală combinată cu un membru robot de ultimă oră poate restabili un mers complet natural, condus pe deplin de propriul sistem nervos al unei persoane, raportează cercetătorii în numărul din 1 iulie al revistei Nature Medicine.

Procedura reconectează mușchii din membrul rezidual, permițând pacienților să primească feedback precis, în timp real, despre poziția membrului protetic în timpul mersului, au explicat cercetătorii.

Șapte pacienți care au suferit această intervenție chirurgicală au reușit să meargă mai repede, să evite obstacolele și să urce pe scări mult mai natural decât oamenii cu o amputație tradițională.

„Nimeni nu a fost capabil să arate acest nivel de control al creierului. care produce un mers natural, în care sistemul nervos al omului controlează mișcarea, nu un algoritm de control robotic”, a spus cercetătorul principal Hugh Herr, co-director al Centrului K. Lisa Yang pentru Bionic la MIT.

Cele mai multe mișcări ale brațelor și picioarelor sunt controlate de perechi de mușchi care se întind și se contractă pe rând, au spus cercetătorii în notele de fundal.

O amputație tradițională sub genunchi perturbă interacțiunea acestor mușchi perechi, făcând dificil pentru sistemul nervos să urmărească și să controleze mișcarea.

Ca urmare, persoanele cu acest tip de amputație se luptă să controleze un picior protetic, deoarece nu pot simți cu exactitate unde se află piciorul în spațiu. Ei trebuie să se bazeze pe controlere și senzori robotici pentru a stabili un mers pe jos și pentru a se adapta la pante și obstacole.

Pentru a-i ajuta pe oameni să obțină controlul neuronal complet asupra picioarelor protetice, Herr și colegii săi au dezvoltat ceea ce ei numesc agonist-antagonist chirurgie de interfață mioneurală (AMI).

În loc să separă pur și simplu perechile de mușchi, intervenția chirurgicală AMI conectează în schimb cele două capete ale mușchilor. În acest fel, ei comunică în continuare dinamic unul cu celălalt în interiorul ceea ce a mai rămas din picior.

Intervenția chirurgicală IMA poate fi efectuată în timpul unei amputații sau în timpul unei proceduri de urmărire după amputația inițială, au spus cercetătorii.

Un studiu din 2021 efectuat de laboratorul lui Herr a constatat că mușchii unui membru tratat cu intervenție chirurgicală IMA au produs semnale electrice similare cu cele emise de membrul lor intact.

În următorul pas, cercetătorii au început să descopere un modalitatea prin care acele semnale electrice pot genera comenzi către un membru protetic și, în același timp, primesc feedback de la membru cu privire la poziția sa în timpul mersului.

În acest fel, un amputat de o intervenție chirurgicală IMA ar putea controla atât un picior protetic, cât și să folosească feedback-ul pentru a-și ajusta automat mersul, după cum este necesar.

Noul studiu arată că feedback-ul senzorial se traduce într-adevăr într-un mod neted. abilitate aproape naturală de a merge și de a naviga prin obstacole.

În studiu, cercetătorii au comparat șapte amputați cu IAM cu șapte persoane care au suferit amputații tradiționale sub genunchi.

Toți participanții au folosit același tip de picior bionic -- o proteză cu o gleznă electrică, echipat cu electrozi care pot primi semnale electrice de la principalele grupe musculare ale piciorului.

Aceste semnale sunt introduse într-un controler robot care ajută proteza să calculeze cât de mult trebuie să îndoaie glezna, cât de mult cuplu să aplice și câtă putere să furnizeze.

Cercetătorii au testat toți amputații cu nivel. -mers pe teren, urcarea unei pantă, coborârea unei rampe, urcarea și coborârea scărilor și plimbarea pe o suprafață plană evitând obstacolele.

Cei care au primit operația de amputare AMI au putut să meargă mai repede, aproximativ în aceeași rată ca și persoanele fără amputații.

De asemenea, au depășit obstacolele mai ușor și au avut o mișcare mai naturală, arată rezultatele. Erau capabili să coordoneze mai bine mișcarea membrului protetic cu cea a membrului lor natural și puteau împinge de pe sol cu ​​aproximativ aceeași forță ca cineva fără amputare.

„Cohorta care nu a avut IMA, au putut să meargă, dar mișcările protetice nu au fost naturale și mișcările lor au fost în general mai lente”, a spus Herr. într-un comunicat de presă al MIT.

În mod interesant, mișcarea îmbunătățită a avut loc chiar dacă cantitatea de feedback senzorial furnizată de AMI este mai mică de 20% din cea primită în mod normal de persoanele care au încă piciorul plin, au observat cercetătorii.

„Una dintre principalele descoperiri aici este că o mică creștere a feedback-ului neuronal de la membrul amputat poate restabili controlabilitatea neuronală bionică semnificativă, până la un punct în care le permiteți oamenilor să controleze direct din punct de vedere neuronal viteza de mers, să se adapteze la diferite terenuri și evitați obstacolele”, a spus cercetătorul principal Hyungeun Song, cercetător postdoctoral în MIT's Media Laborator.

Scopul lui Herr este de a „reconstrui” în cele din urmă corpurile umane prin legarea protezelor de membre în moduri care să le facă să se simtă naturale și normale.

„Problema cu această abordare pe termen lung este că utilizatorul nu s-ar simți niciodată întruchipat cu proteza sa. Ei nu ar vedea niciodată proteza ca parte a corpului lor, parte a sinelui”, a spus Herr. „Abordarea pe care o adoptăm este să încercăm să conectăm în mod cuprinzător creierul uman la electromecanică.”

Surse

  • MIT, comunicat de presă, 1 iulie 2024

    • Declinarea răspunderii: Datele statistice din articolele medicale oferă tendințe generale și nu se referă la indivizi. Factorii individuali pot varia foarte mult. Solicitați întotdeauna sfaturi medicale personalizate pentru decizii individuale de îngrijire a sănătății.

    Sursa: Ziua Sănătății

    Postat : 2024-07-02 01:15

    Citeşte mai mult

    Declinare de responsabilitate

    S-au depus toate eforturile pentru a se asigura că informațiile furnizate de Drugslib.com sunt exacte, actualizate -data și completă, dar nu se face nicio garanție în acest sens. Informațiile despre medicamente conținute aici pot fi sensibile la timp. Informațiile Drugslib.com au fost compilate pentru a fi utilizate de către practicienii din domeniul sănătății și consumatorii din Statele Unite și, prin urmare, Drugslib.com nu garantează că utilizările în afara Statelor Unite sunt adecvate, cu excepția cazului în care se indică altfel. Informațiile despre medicamente de la Drugslib.com nu susțin medicamente, nu diagnostichează pacienții și nu recomandă terapie. Informațiile despre medicamente de la Drugslib.com sunt o resursă informațională concepută pentru a ajuta practicienii autorizați din domeniul sănătății în îngrijirea pacienților lor și/sau pentru a servi consumatorilor care văd acest serviciu ca un supliment și nu un substitut pentru expertiza, abilitățile, cunoștințele și raționamentul asistenței medicale. practicieni.

    Lipsa unui avertisment pentru un anumit medicament sau combinație de medicamente nu trebuie în niciun fel interpretată ca indicând faptul că medicamentul sau combinația de medicamente este sigură, eficientă sau adecvată pentru un anumit pacient. Drugslib.com nu își asumă nicio responsabilitate pentru niciun aspect al asistenței medicale administrat cu ajutorul informațiilor furnizate de Drugslib.com. Informațiile conținute aici nu sunt destinate să acopere toate utilizările posibile, instrucțiunile, precauțiile, avertismentele, interacțiunile medicamentoase, reacțiile alergice sau efectele adverse. Dacă aveți întrebări despre medicamentele pe care le luați, consultați medicul, asistenta sau farmacistul.

    Cuvinte cheie populare