Um homem faltando sua perna ganhou um controle preciso sobre a prótese, apenas pensando em mudar - tudo porque os nervos não utilizados foram preservados durante a amputação e redirecionado para sua coxa, onde eles podem ser usados para se comunicar com uma perna robótica.
O homem agora pode alternar facilmente de andar em terreno plano para subir escadas e pode até chutar uma bola de futebol ao redor.
Durante a amputação do membro tradicional, os principais nervos sensoriais são cortados e perde sua função. Em 2006, Todd Kuiken e seus colegas do Instituto de Reabilitação de Chicago, em Illinois percebeu que poderia preservar alguns de que a funcionalidade de reencaminhamento cuidadosamente nervos sensoriais durante uma amputação e anexá-los para outra parte do corpo.
Eles poderiam, então, usar os sinais nervosos reencaminhadas para controlar um membro robótico, permitindo que uma pessoa para controlar sua prótese com os mesmos nervos que originalmente usados para controlar o seu verdadeiro membro.
A equipe de Kuiken primeira tentativa o processo - o que é chamado de reinervação muscular orientada (TMR) - em pessoas que estavam tendo seu braço amputado . Agora, a equipe de Kuiken TMR realizou pela primeira vez em um homem com uma amputação da perna.
Tomando um caminho diferente
Primeiro, a equipe reencaminhado os dois principais ramos do nervo ciático do homem para os músculos na coxa acima da amputação. Um ramo controla o bezerro e alguns músculos do pé, os outros controles do músculo descendo a perna de fora e mais alguns músculos do pé.
Depois de alguns meses, o homem podia controlar seus músculos da coxa por pensando em usar a perna faltando. O próximo passo foi ligar uma prótese.
A perna robô em questão é um sofisticado prótese: ela traz uma série de sensores mecânicos, incluindo giroscópios e acelerômetros, e podem ser treinados para utilizar as informações a partir desses sensores para executar determinados estilos de pé. A equipe de Kuiken contou que a perna teria um desempenho ainda melhor se pudesse inferir destina estilo de andar do usuário com as informações do nervo ciático.
Para isso, os pesquisadores pediram a voluntários para tentar realizar certos movimentos com a perna faltando - por exemplo, flexionar o pé - enquanto eles monitoraram o padrão de sinais elétricos dos nervos redirecionados nos músculos da coxa. Os pesquisadores então programada a perna robô para flexionar seu pé sempre que detectado esse padrão particular de atividade elétrica.
Utilizando apenas os dados dos sensores mecânicos, a perna robotizada fez o movimento correcto cerca de 87 por cento do tempo. Com os dados adicionais dos nervos, a taxa de sucesso subiu para 98 por cento, e não houve chamados erros críticos - erros que aumentam o risco de o usuário perder o equilíbrio e cair. Esses tipos de erros são mais comuns quando o usuário muda repentinamente estilo pé - quando eles começam a subir escadas, por exemplo, mas com a informação adicional dos nervos, a perna robótica pode fazer uma transição suave, natural entre os estilos de pé (veja o vídeo ).
"Eu acho que esse tipo de trabalho é muito importante", diz Michael Goldfarbna Universidade de Vanderbilt em Nashville, Tennessee, que ajudou a projetar a perna do robô.
"Há muita coisa que você pode fazer com sensores físicos, mas em algum momento você realmente precisa saber a intenção do usuário - quando querem mudar de correr, a caminhar, para subir escadas", diz Goldfarb."Estes sinais elétricos dar-lhe um conjunto extra de informação para trabalhar.
"Esta nova geração de pernas robóticas são muito mais capazes do que qualquer coisa que veio antes. Eles podem muito bem fazer o membro saudável pode fazer", diz ele.
Jornal de referência: New England Journal of Medicine , DOI: 10.1056/nejmoa1300126
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