Hamarosan elérkezik az idő, amikor agyműtét nélkül is lehetőség nyílik protézisek irányítására.

A Phantom Neuro, egy innovatív amerikai startup, olyan forradalmi implantátumot fejleszt, amely a bőr alá helyezve lehetővé teszi a pontosabb irányítást az elektronikus protézisek felett. A kutatók hangsúlyozzák, hogy ez a technológia jelentős előrelépést jelenthet a végtagjaikat elvesztett emberek számára, hiszen már nem szükséges agyműtétet végezni ahhoz, hogy a robotvégtagokat hatékonyan irányíthassák.

A művégtagok piaca az utóbbi években jelentős átalakuláson ment keresztül. A klasszikus mechanikus lehetőségek mellett egyre inkább teret nyernek az izomelektromos protézisek, amelyek a megmaradt végtag izmaiban keletkező elektromos jeleket használják a működésük irányítására. Azonban ezek a rendszerek nem mentesek a kihívásoktól: sebességük meglehetősen korlátozott, és funkcióik is szűk keretek között mozognak.

A legtöbbjük csupán előre meghatározott mozdulatsorok végrehajtására képes. Például először behajlítja a tenyerét, így képes megfogni tárgyakat, majd kinyújtja a karját. Azonban a kar kinyújtásának és a tenyér behajlításának kombinálása már meghaladja a tudását.

A 2020-ban végzett felmérés során, amely a felsővégtag-amputáltakat célozta meg, megállapítást nyert, hogy a megkérdezettek 20,7%-a izomelektromos protézist alkalmazott, míg a többség, 74,4%, mechanikus megoldásokat választott. Ezek a mechanikus eszközök jellemzően horgokkal működnek, amelyeket testmozgással vagy csigarendszerrel lehet nyitni és zárni. Érdekes módon nem mutatkozott eltérés a különböző protézistípusokkal való elégedettség szintjében, sőt, az izomelektromos protézisek használói közül 44% idővel teljesen elhagyta ezeket az eszközöket.

A modern izomelektromos protézisek olyan elektromos impulzusokat észlelnek, amelyeket a felületi elektródák gyűjtenek be, elhelyezve az amputált csonkon. Ezek a robotizált végtagok jellemzően két elektródával vagy rögzítési csatornával működnek. Amikor az emberi kéz meghajlik, a kar izmai összehúzódnak, és ez a mozgási szándék az agyból származik, amely elektromos jeleket küld a perifériás idegrendszeren keresztül. Az amputáltaknál ezek a idegpályák általában érintetlenek maradnak, lehetővé téve a protézis számára, hogy érzékelje a mozgás szándékát.

Az izomösszehúzódásokkal kapcsolatos parancsok továbbra is jelen vannak a maradék szövetben, még akkor is, ha egy felső végtag amputálásra került sor. Az elektródák ezeket az elektromos jeleket érzékelik, feldolgozzák és ennek alapján mozgásokat generálnak a protézisben. Azonban a felületi elektródák nem mindig képesek stabil jeleket rögzíteni; elmozdulhatnak vagy elcsúszhatnak, ami csökkenti a pontos működésüket.

A jelenlegi robotkarok csak néhány előre definiált gesztussal működnek, és a sorozatos mozdulatok miatt a felhasználóknak gyakran olyan akciókat kell végrehajtaniuk, amelyek nem tükrözik pontosan a kívánt gesztust. Ez a korlátozás jelentős kihívást jelent a hatékony használat során.

A Phantom Neuro klinikai kísérletében résztvevő alanyok egy innovatív, vékony és rugalmas izomimplantátumot kaptak, amely lehetővé teszi a természetesebb mozgást. A tíz résztvevő a vállalat hordható érzékelőit alkalmazta egy már létező piaci robotkar irányítására.

A tízperces algoritmus-kalibrálási eljárást követően a résztvevők 11 különböző mozdulat végrehajtására kaptak utasítást. Ezek között szerepelt például a nyitott kéz pozíciója, az ököl szorítása, a mutatóujj kinyújtása, valamint a csukló be- és kiforgatása. Minden mozdulatot többször is meg kellett ismételni, miközben a Phantom szoftver figyelte és dekódolta az izomjeleket. Ennek eredményeként a protézis képes volt végrehajtani azokat a mozdulatokat, amelyekre a felhasználók csupán gondoltak. A kódolás pontossága 84,8 és 98,4 százalék között változott, és a jelészleléstől a kézmozdulat végrehajtásáig kevesebb mint 200 ezredmásodperc telt el. Ez kiemelkedő teljesítmény, hiszen az emberi természetes mozgás mindezt 100 ezredmásodperc alatt végzi el.

A tanulmány pozitív kimenetele új lehetőségeket teremt a Phantom beültethető érzékelőinek jövőbeni tesztelésére. A vállalat célja, hogy közvetlen kapcsolatot létesítsen az izmokkal, így a felhasználók számára természetesebb irányítást biztosíthat. A fejlesztések fókuszában egy olyan beültetett érzékelő áll, amely mentes az elmozdulás kockázatától. A hordható eszközök esetében ugyanis gyakran szükség van az újrakalibrálásra, ami a felhasználói élményt rontja.

Többek között Elon Musk Neuralinkje agy-számítógép interfészként agyi beültetéssel próbálná a végtagokat irányítani, azonban szakértők szerint az agyimplantátumok nagyobb kockázatot jelentenek, mivel nagyon hosszú élettartamúnak kell lenniük, hogy a betegeknek ne kelljen többször agyműtéten átesniük