Les prothèses dentaires au cours de
leur histoire sont devenues de plus en plus complexes: les bras bioniques effectuent diverses saisies, les genoux se plient et se plient indépendamment avec effort, ce qui facilite la marche dans les escaliers. Mais jusqu'à présent, l'un des problèmes les plus importants reste le manque de rétroaction. Les amputés doivent se concentrer principalement sur la vision, donc utiliser une prothèse dans l'obscurité ou rechercher des articles dans un sac à dos n'est pas l'exercice le plus efficace.
Une équipe de scientifiques de la Cleveland Clinic a
présenté une nouvelle façon d'obtenir des commentaires des prothèses, basée sur la vibration dans les muscles du membre prothétique. En quelques minutes, selon les chercheurs, les trois amputés ont commencé à utiliser plus efficacement les prothèses de main.
Une équipe de chercheurs dirigée par Paul D. Marasco a développé une interface neuro-machine qui transmet les vibrations aux muscles pour améliorer le contrôle des membres prothétiques. Le système simule la kinesthésie - un sens de la position du corps et du mouvement des membres, de l'effort, de la force et de la gravité. Les scientifiques considèrent cette approche comme la stratégie la plus efficace pour augmenter l'efficacité de l'utilisation des prothèses et améliorer la vie des patients.
Une personne en bonne santé moyenne est capable d'effectuer divers mouvements, de contrôler ses actions dans l'obscurité ou les yeux fermés. Grâce aux
récepteurs propriétaires de nos muscles, ligaments, articulations, nous savons où se trouve notre bras ou notre jambe à un moment particulier, ils sont capables de prédire le mouvement vers le point final et de modifier tous les paramètres pour y parvenir - par exemple, augmenter la force. Dans le cas d'une prothèse, une personne se concentre uniquement sur la vision, ce qui réduit l'efficacité de l'appareil.
«En raison du manque de rétroaction, il est impossible de faire fonctionner des objets dans l'obscurité. J'ai besoin de voir un article pour le prendre. Lorsqu'il n'est pas visible, il est impossible de comprendre où il se trouve. En principe, vous pouvez sentir le poids. Par conséquent, il y a de l'espoir pour le cuir artificiel et d'autres développements dans le domaine du feedback », a
déclaré Konstantin Deblikov, propriétaire des prothèses bioniques BeBeonic et MyoFacil, dans une interview avec Geektimes.
L'étude, menée par Paul Marasco, a été suivie par des personnes amputées de bras, utilisant des prothèses invasives des mains - des appareils connectés directement aux nerfs du membre vous permettent de les contrôler intuitivement en utilisant des signaux du cerveau. Au cours de l'expérience, les scientifiques ont installé des appareils vibrants sur les souches: les vibrations ont créé l'illusion de la kinesthésie. Le dispositif a non seulement permis de «sentir» comment la poignée est comprimée ou élargie, mais a également aidé à contrôler intuitivement la prothèse sans avoir à la regarder constamment. L'efficacité a augmenté lorsque la vision a été ajoutée à ce processus.
Selon le chef d'équipe, Paul Marasco, les scientifiques sont conscients de la capacité des vibrations musculaires à créer l'illusion de kinesthésie depuis les années 1970. Mais son équipe est étonnée de voir à quel point cette technique affecte les patients.
Ci-dessous, une vidéo montrant le processus d'interaction avec la prothèse et la réception de commentaires à l'aide de vibrations.
En plus d'améliorer le contrôle du membre, le feedback joue un autre rôle important: il est conçu pour éliminer la sensation d'étranger. «Ayant perdu un membre, vous perdez non seulement physiquement une partie de vous-même, vous perdez également une partie de la composante spirituelle», explique
Jacob George , auteur d'une autre étude menée en 2017. Ensuite, la prothèse contrôlée par la pensée a aidé à
restaurer 100 sensations tactiles réalistes .
Les capteurs installés dans la prothèse envoient des informations au cerveau via deux dispositifs implantés. Le cerveau les transforme en sentiments de pression, de vibration et de mouvement. Cela vous permet de tromper le cerveau et de lui faire croire que le membre appartient vraiment à ce corps.
Sur la photo ci-dessous - l'un des participants à l'expérience tient et sent la main de sa femme à l'aide d'une prothèse bionique expérimentale.
Les travaux scientifiques ont été
publiés dans la revue Science Transplantational Medicine en mars 2018. DOI: 10.1126 / scitranslmed.aao6990