Spierimplantaten kunnen geestgestuurde protheses mogelijk maken – geen hersenchirurgie vereist

Alex Smit was dat Hij was elf jaar oud toen hij in 2003 zijn rechterarm verloor. Een dronken bestuurder die een boot bestuurde, kwam in aanvaring met het schip van zijn familie op Lake Austin, waardoor hij overboord werd gezet. Hij raakte een propeller en zijn arm werd doorgesneden in het water.

Een jaar later kreeg hij een myo-elektrische arm, een soort prothese die werd aangedreven door de elektrische signalen in de spieren van zijn stomp. Maar Smith gebruikte het nauwelijks omdat het “heel, heel langzaam” was en een beperkt bewegingsbereik had. Hij kon de hand openen en sluiten, maar verder niet veel. Hij probeerde in de loop der jaren andere robotarmen, maar die hadden soortgelijke problemen.

“Ze zijn gewoon niet superfunctioneel”, zegt hij. “Er zit een enorme vertraging tussen het uitvoeren van een functie en het daadwerkelijk uitvoeren ervan door de prothese. In mijn dagelijkse leven werd het steeds sneller om andere manieren te bedenken om dingen te doen.”

Onlangs heeft hij een nieuw systeem van de in Austin gevestigde startup Phantom Neuro uitgeprobeerd dat het potentieel heeft om een ​​meer levensechte controle over prothetische ledematen te bieden. Het bedrijf bouwt een dun, flexibel spierimplantaat om geamputeerden een breder, natuurlijker bewegingsbereik te geven, gewoon door na te denken over de gebaren die ze willen maken.

“Niet veel mensen gebruiken robotachtige ledematen, en dat komt grotendeels door hoe vreselijk het besturingssysteem is”, zegt Connor Glass, CEO en medeoprichter van Phantom Neuro.

In gegevens die exclusief met WIRED zijn gedeeld, gebruikten 10 deelnemers aan een onderzoek uitgevoerd door Phantom een ​​draagbare versie van de sensoren van het bedrijf om een ​​robotarm te besturen die al op de markt is, waarbij een gemiddelde nauwkeurigheid van 93,8 procent werd bereikt over 11 hand- en polsgebaren. Smith was een van de deelnemers, terwijl de andere negen gezonde vrijwilligers waren, wat gebruikelijk is in vroege onderzoeken naar protheses. Het succes van dit onderzoek maakt de weg vrij voor het testen van de implanteerbare sensoren van Phantom in de toekomst.

De huidige myo-elektrische prothesen, zoals degene die Smith heeft geprobeerd, lezen elektrische impulsen van oppervlakte-elektroden die op de geamputeerde stronk zitten. De meeste robotprothesen hebben twee elektroden of opnamekanalen. Wanneer een persoon zijn hand buigt, trekken zijn armspieren samen. Die spiersamentrekkingen komen nog steeds voor bij een geamputeerde van de bovenste ledematen wanneer ze buigen. De elektroden vangen elektrische signalen op van die contracties, interpreteren deze en initiëren bewegingen in de prothese. Maar oppervlakte-elektroden vangen niet altijd stabiele signalen op, omdat ze kunnen slippen en bewegen, wat hun nauwkeurigheid in een echte omgeving vermindert.