Pentru prima dată, oamenii de știință i-au permis unui amputat să simtă temperatura prin intermediul mâinii protetice, depășind ceea ce cercetătorii spun că este unul dintre obstacolele finale în a fi capabil să îmbunătățească protezele cu spectrul complet de simțuri disponibile într-un membru uman.
Echipa a realizat această performanță prin implantarea unui mic dispozitiv în mâna protetică a pacientului. Acesta a inclus un senzor de temperatură care a fost plasat la vârful degetului arătător și a fost legat de un aparat, sau termod, conectat la ceea ce a rămas din brațul pacientului. Acest lucru a creat o buclă de feedback în care schimbările de temperatură detectate de senzor au fost transmise către pacient sistem nervos central; cel creier apoi a interpretat schimbările de temperatură ca fiind „resimțite” în mâna lipsă.
Fabrizio, un bărbat de 57 de ani din Italia, al cărui nume de familie nu a fost dezvăluit din motive de confidențialitate, i s-a amputat brațul drept sub cot când avea 20 de ani și a fost prima persoană care a primit noul dispozitiv. Peste mai mult de un an, el a participat la experimente de laborator care au demonstrat în cele din urmă abilitățile de detectare a temperaturii ale membrului protetic modificat.
Într-un experiment, de exemplu, Fabrizio a distins cu succes între sticlele de apă identice vizual, care variau între 104 grade Fahrenheit (40 grade Celsius) și 68 F (20 C). El a distins corect temperaturile de fiecare dată când a folosit noul dispozitiv, comparativ cu 33% din timp când acesta a fost oprit.
Într-un alt test, a sortat cuburi de metal de diferite temperaturi mult mai rapid cu dispozitivul decât fără el. Altă dată, în timp ce era legat la ochi, Fabrizio a făcut diferența între un braț uman și un braț protetic doar împingându-le – în 80% dintre testele cu dispozitivul, comparativ cu 60% fără dispozitiv.
Cercetătorii din spatele noului dispozitiv și-au descris descoperirile într-o lucrare publicată vineri (9 februarie) în jurnal Med. Ei spun că invenția are atât o funcție utilă și ar putea face viața celor amputați mai plăcută.
„Tendim să subestimăm importanța mâinii ca modalitate de a interacționa eficient cu alți oameni.” Silvestro Miceracoautor al studiului și profesor de neuroinginerie translațională la Institutul Federal Elvețian de Tehnologie Lausanne, a declarat pentru Live Science.
„Ceea ce a fost cu adevărat tare să vezi a fost că Fabrizio odată, întâmplător, a fost atins de brațul unuia dintre elevi. [in the lab] și el a spus: „Uau, asta este uman”, a spus Micera. „Deci, lucrul tare este că poți avea senzația că atingi o altă ființă umană”.
De-a lungul anilor, progrese în tehnologie au îmbunătățit capacitatea de detectare la atingere a membrelor protetice. Cu toate acestea, percepția temperaturii a fost dificil de reprodus artificial.
În 2023, Micera și colegii săi au descoperit că persoanele cărora li s-au îndepărtat părți ale brațelor puteau încă detecta diferite temperaturi aplicate pe pielea membrelor reziduale. De asemenea, este bine cunoscut faptul că persoanele amputate continuă adesea să-și simtă membrul pierdut ca și cum ar fi încă acolo – un fenomen numit “Membru fantomă.”
Echipa a dezvoltat o modalitate de a profita de acea senzație rămasă și apoi a încorporat această tehnologie într-un membru protetic comercial. De aceea, au testat dispozitivul cu Fabrizio, care avea deja o proteză și participase și la studiul original din 2023.
„Frumusețea” dispozitivului, a spus Micera, este că nu trebuie să schimbați membrul protetic al unui amputat. Teoretic, ar putea fi integrat în orice proteză comercială fără a necesita intervenție chirurgicală pentru a o instala. Dispozitivul este, de asemenea, alimentat de la baterie, astfel încât nu trebuie să fie conectat, făcându-l mai ușor de purtat.
„Sunt necesare dispozitive care creează moduri mai naturale pentru ca pacienții să interacționeze cu mediul.” Jeroen Bergmann, profesor asociat de științe inginerești la Universitatea Oxford din Marea Britanie, care nu a fost implicat în cercetare, a declarat pentru Live Science într-un e-mail. „Această lucrare arată o abordare promițătoare pentru a aborda această nevoie, dar este nevoie de mai multă muncă pentru a face acest lucru adecvat pentru aplicarea în lumea reală”, a spus el.
Warren Grill, un profesor de inginerie biomedicală la Universitatea Duke din Carolina de Nord, care nu a fost implicat în cercetare, a repetat comentariile lui Bergmann. El a spus pentru Live Science într-un e-mail că descoperirile au reprezentat un „progres interesant în dezvoltarea unei proteze senzoriale”, dar că este nevoie de mai multe cercetări într-un cadru de zi cu zi.
O astfel de evaluare va oferi mai multe informații asupra beneficiilor pe care dispozitivul le poate oferi pacienților, Leen Jabbanun lector în inginerie electronică și electrică la Universitatea din Bath din Marea Britanie, care nici nu a fost implicat în cercetare, a declarat pentru Live Science într-un e-mail separat.
Echipa rafinează acum dispozitivul – de exemplu, doresc să vadă cum ar putea fi afectată performanța acestuia de factori precum temperatura aerului și umiditatea. În curând, ei speră să dezvolte o proteză care să restabilească toată senzația care poate fi simțită în mâna omului și care poate fi folosită acasă. Ei își propun să testeze inițial dispozitivul în doi voluntari.
„Sperăm că, de exemplu, peste trei ani, vor fi doi oameni să obțină definitiv aceste proteze acasă, cu posibilitatea de a obține toată senzația pe care o avem în mod normal zi de zi din mâna noastră naturală”, a spus Micera.
Te-ai întrebat vreodată de ce unii oameni își construiesc mușchi mai ușor decât alții sau de ce ies pistruii la soare? Trimite-ne întrebările tale despre cum funcționează corpul uman community@livescience.com cu subiectul „Health Desk Q” și este posibil să vedeți răspunsul la întrebarea dvs. pe site!