ساخت پای پروتزی مانند پای طبیعی

 پای پروتزی که همانند پای طبیعی لمس را احساس می‌کند

پژوهشگران سوئیسی یک پای مصنوعی ساخته‌اند که همانند پای طبیعی، فشار و لمس را احساس می‌کند و باعث کاهش درد فانتوم در بیماران قطع عضوی می‌گردد.

ساوو پانیک که بخش پایین پای خود را از دست داده بود، یک پای پروتزی دریافت کرد که به او در بازیابی حرکت کمک کرد. اما این پاهای مصنوعی ناقص هستند و او دچار درد فانتوم شدیدی بود (درد خیالی در عضوی که بیمار آن را از دست داده است). اکنون، دانشمندان اروپایی می‌گویند که نوعی فناوری را توسعه داده‌اند که احساس طبیعی را بازیابی می‌کند و موجب بهبود راه‌رفتن در بیمارانی می‌گردد که بخش پایین پای آن‌ها قطع گردیده. این رویکرد موجب برطرف‌گشتن درد فانتوم در پانیک نیز گردید و میزان درد را در بیمار دیگری کاهش داد.

این فناوری با استفاده از حسگرهایی که پروتز پا را به اعصاب باقی‌مانده در بخش بالای پا متصل می‌کند، بیماران را قادر ساخته تا احساسات لمس و فشار یک پای واقعی را احساس کنند. این امر موجب می‌گردد که عمل راه رفتن مطمئن‌تر گشته و استقامت افزایش پیدا کند.

با یک پروتز پا نمی‌توانید حس کنید که این اندام در کجا قرار دارد، چگونه حرکت می‌کند یا روی چه سطحی قرار دارد و نمی‌توانید به‌طور کامل به آن اعتماد کنید. استانیسا راسپوپوویچ، استاد مؤسسه‌ی رباتیک و سیستم‌های هوشمند ETH زوریخ گفت:

ما به‌منظور بازیابی حس حرکتی که بیماران قطع عضو سال‌ها آن را از دست داده بودند، فناوری خود را درون اعصاب باقی‌مانده‌ی بالای زانو به کار گرفتیم. افراد بالافاصله پس از پیوند توانستند احساساتی نظیر احساسات اندام واقعی را درک کنند.

از آنجایی که این احساسات به‌وسیله‌ی مغز بیماران ایجاد می‌گردد، آن‌ها برای بلندکردن و حرکت‌دادن آن نیاز به آموزش ندارند؛ راه رفتن بهبود پیدا می‌کند زیرا بیماران مجبور نیستند برای دریافت تمام احساسات مربوط به راه رفتن روی پای واقعی خود تکیه کنند؛ این کار بسیار طاقت‌فرسا است. کاهش در درد فانتوم مزیت دیگر پروتز جدید است. پانیک شب‌ها به‌خاطر درد شدید فانتومی که داشت، از خواب می‌پرید. او گفت:

انگشت پایی که من آن را نداشتم، بسیار درد می‌کرد. انگشت بزرگ پا، خود پا، پاشنه، مچ پا، ساق پا، همه درد می‌کردند و من حتی آن‌ها را نداشتم. از زمانی‌که این برنامه‌ی درمانی را شروع کردم، پس از دریافت تحریک‌های الکتریکی، من هیچ‌گونه درد فانتومی را احساس نمی‌کنم.

درد بیمار دیگر به‌طور کامل از بین نرفت اما کاهش قابل‌توجهی داشت. برای ایجاد پروتز جدید، راسپوپوویچ و همکارانش، حسگرهایی را به کف پای اندام پروتزی دارای فناوری پیشرفته متصل کردند. جراحان الکترودهای ریزی را به اعصاب بازمانده‌ی بخش بالای پا متصل کردند. پژوهشگران الگوریتم‌هایی توسعه دادند که داده‌های حسگر پا را (مثلا هنگام لمس) به اعصاب موجود در ران انتقال می‌داد. این اطلاعات به نوبه‌ی خود به مغز بیمار منتقل گشت و بیماران توانستند راه رفتن خود را به همان وضعیت یک پای واقعی تنظیم کنند.

دو بیمار در آزمایش‌های مختلف راه رفتن که سه ماه به طول انجامید، متوجه گردیدند که راه رفتن برای آن‌ها بسیار ساده‌تر گشته است. آن‌ها به قدم‌های خود توجه کمتری می‌کردند و سریع‌تر و با اطمینان بیشتری راه می‌رفتند. این نتایج با آزمایش‌های فعالیت مغز و مصرف اکسیژن تأیید گردید. این مطالعه، تنها یک اثبات مفهوم است و پژوهشگران امیدوار هستند که درنهایت بتوانند یک دستگاه کاملاً قابل‌پیوند را توسعه دهند که بیماران را قادر سازد، بدون اتصال به مجموعه‌ای از سیم‌ها راه بروند. راسپوپوویچ گفت:

دستیابی به یک دستگاه کاملاً قابل پیوند چند سال زمان می‌برد و سپس یک آزمایش بالینی را با تعداد بیماران بیشتر (مثلاً حدود ۶۰ بیمار) انجام خواهیم داد.

چاد بوتون، استاد مؤسسه‌ی پزشکی بیوالکترونیک انستیتوی پژوهش‌های پزشکی فاینشتاین در منهست نیویورک است. او گفت که این رویکرد یکی از موارد معدودی است که در تلاش بوده تا به افرادی که یک عضو حرکتی خود را از دست داده‌اند، توانایی احساس کردن و تحرک بیشتری بدهد. او افزود: «این چیزی است که آن‌ها ازلحاظ داشتن عملکرد بهتر، مشتاقانه منتظرش هستند.»

بوتون معتقد است که پروتزهای عصبی و دستگاه‌های کاشته ‌گردیده که به بازگرداندن عملکرد ازدست‌رفته و حتی راه‌رفتن کمک می‌کنند، به‌زودی به واقعیت تبدیل می‌گردند. او گفت:

اکنون دیگر مسئله «اگر» نیست، مسئله فقط این است که چه زمانی این دستگاه‌ها را خواهیم دید. (زومیت)