News55

Nyheten som lurar hjärnan: Känner inte av proteser

Protesarm
3D-printad protes handgjord av Open Bionics i samarbete med ILM XLa (Foto: StarWarsRey, CC BY-SA 4.0 via Wikimedia Commons)
Cecilia Bolter
Cecilia Bolter
Uppdaterad: 03 juli 2024Publicerad: 03 juli 2024

En gång i tiden var han en skicklig bergsklättrare, men råkade ut för en svår fallolycka och båda underbenen fick amputeras. Han lät sig dock inte stoppas utan sporrades till att utveckla specialtillverkade proteser som gjorde honom ännu bättre på att klättra.

ANNONS
ANNONS

Mest läst i kategorin

Båda underbenen fick amputeras strax under knäna. Istället för att ge upp bergsklättringen, inspirerade det Hugh Herr att tillverka specialdesignade proteser som gjorde honom ännu duktigare.

Hans intresse för proteser ledde också till en karriär inom bionisk protesdesign, rapporterar NIH Record.

För närvarande är Herr professor vid MIT, leder forskningsgruppen för biomekanik och neuronik samt MIT Center for Extreme Bionics.

Hugh Herr klättrar
9 maj 2007: Aimee Mullins som har proteser tittar på när Hugh Herr visar att han kan klättra uppför väggen vid MIT Media Labs h2.0-symposium trots att båda benen amputerats. (Foto: Jonathan Pfeiffer, CC BY 2.0 via Wikimedia Commons)

Vad är bionisk design?

Bionisk design innebär att man studerar hur naturen löser en uppgift och sedan försöker lösa samma sak med tekniska hjälpmedel.

Fram till helt nyligen var amputeringar vad Herr kallade “amputationer från inbördeskriget.” Det innebar bland annat att ett ben kunde kapas utan tanke på hur en protes skulle kunna ersätta det.

ANNONS

Herr intresserar sig framför allt för hur ett nytt ben eller en ny arm kan inlemmas i personens nervsystem så att hjärnan kan kommunicera med den syntetiska kroppsdelen som om den alltid funnits där. Genom en datordriven protes kan detta alltså ske.

En “neuro-förkroppsligad design” är ett sätt att synkronisera den biologiska kroppen med en syntetisk protes genom att upprätta en kommunikation mellan protesen och det mänskliga nervsystemet.

En datordriven protes kan således skicka signaler till personens hjärna och samtidigt ta emot elektriska signaler som hjärnan skickar ut.

Hugh Herr visar upp nya benproteser på TED 2014: “Det var den första uppvisning av löpande gångstil under neuralt kommando. Ju mer jag använder mina muskler, desto mer vridmoment får jag(Foto: Steve Jurvetson, CC BY 2.0 via Wikimedia Commons)

ANNONS

Hur fungerar det?

Muskler arbetar vanligtvis i par: den ena muskeln sträcks ut (antagonisten) när den andra drar ihop sig (agonisten). Vanligtvis är det agonistmuskeln som ihop sig när den tar emot en signal från hjärnan.

ANNONS

I klassiska amputeringar bryts kommunikationen mellan dessa muskelgrupper, men med den nya tekniken AMI) återkopplar man muskelpar eller bygger nya.

Konstgjorda muskelelektroder placeras ut på varje muskelpar och kommunicerar med datorer inom den syntetiska kroppsdelen.

När muskeln drar ihop sig för att den fått en signal från personens centrala nervsystem eller protesens nervsystem (= en dator) kommuniceras rörelsen tillbaka till centrala nervsystemet, vilket ger personen en känsla av verklig muskulatur, hastighet och kraft.

Protesen kan känna av sin position och rörelse och hjärna kan känna av kroppens rörelse och placering i rymden, även protesens vilket tyder på att det naturliga och artificiella kroppsmedvetandet synkar.

Oscar Pistorius
Oscar Pistorius, även kallad Blederunner, i 400m under VM i friidrott i Daegu 2011. Oscar Pistorius har båda benen amputerade men han använder nu proteser och på tiden 45,39 sekunder och kvalificerade sig till semifinal. (Foto: Cornelius Poppe / NTB SPO SPORT/TT)

Studie visar på kraftiga förbättringar

ANNONS

En studie har nyligen publicerats i tidskriften Nature Medicine med deltagare som fått den specialtillverkade protesen. Gånghastigheten förbättrades med 41 procent, enligt CNN.

Studien kretsar kring det första bioniska benet som helt kontrolleras av det mänskliga nervsystemet, enligt Dr Hugh Herr, huvudforskare och seniorförfattare till studien. 14 personer ingick, varav sju personer hade genomgått amputationer med den nya tekniken (AMI).

Resultaten visar att personer med AMI-amputationer naviger lättare i verkliga miljöer; sluttningar och trappor enligt dr. Matthew J. Carty, ledande kirurg i första AMI-amputationen och medförfattare till den nya studien.

Tekniken tillåter användare av bioniska proteser att växla mellan hastigheter. Att kunna återställa sin normala gång innebär också att personer med funktionsnedsättning lättare kan återintegreras som funktionsdugliga människor.

Läs också:

Banbrytande operation ska återställa handens rörelseförmåga

Leif GW kan knappt gå men kämpar på

ANNONS

Läs mer från News55 - vårt nyhetsbrev är kostnadsfritt:
Cecilia Bolter
Cecilia Bolter

Erfaren journalist som bevakar ämnen som samhälle, hälsa, livsstil och trender för News55

Cecilia Bolter
Cecilia Bolter

Erfaren journalist som bevakar ämnen som samhälle, hälsa, livsstil och trender för News55

ANNONS