Κατευθύνει με τη σκέψη το ρομποτικό του χέρι

Το πείραμα.Το χέρι του Πιερπάολο Πετρουτσιέλο συνδέεται μέσω ηλεκτροδίων με το ρομποτικό χέρι.  Μια ομάδα Ευρωπαίων επιστημόνων τοποθέτησε με επιτυχία σε έναν ακρωτηριασμένο άνδρα ένα ρομποτικό χέρι που ελέγχεται από τη σκέψη του ασθενούς.

---

Κατευθύνει με τη σκέψη το ρομποτικό του χέρι

Το πείραμα. Το χέρι του Πιερπάολο Πετρουτσιέλο συνδέεται μέσω ηλεκτροδίων με το ρομποτικό χέρι
Μια ομάδα Ευρωπαίων επιστημόνων τοποθέτησε με επιτυχία σε έναν ακρωτηριασμένο άνδρα ένα ρομποτικό χέρι που ελέγχεται από τη σκέψη του ασθενούς.

Ήταν η πρώτη φορά που ένας ακρωτηριασμένος μπόρεσε να κάνει πολύπλοκες κινήσεις χρησιμοποιώντας το μυαλό του για να ελέγξει ένα μηχανικό χέρι συνδεδεμένο μέσω ηλεκτροδίων με το νευρικό του σύστημα.

O ασθενής είναι ο 27χρονος Ιταλοβραζιλιάνος Πιερπάολο Πετρουτσιέλο. Πριν τρία χρόνια έχασε σε τροχαίο το αριστερό χέρι του και το μεγαλύτερο μέρος του αντιβραχίου. Τώρα μπορεί να ελπίζει ότι θα αποκτήσει ένα ολοκαίνουργιο χέρι το οποίο θα κινεί με τις εντολές του εγκεφάλου του. Προς το παρόν, τα ηλεκτρόδια του ρομποτικού χεριού συνδέθηκαν στο κομμένο μέλος του μόνο για 30 ημέρες, ώστε να ελεγχθεί η λειτουργικότητα του ρομποτικού χεριού και η αντίδραση του οργανισμού στο ξένο σώμα. «Είναι ζήτημα εγκεφάλου, συγκέντρωσης», δήλωσε ο Πετρουτσιέλο. «Όταν σκέφτεσαι ότι είναι το χέρι και το αντιβράχιό σου, όλα γίνονται ευκολότερα». Έμαθε να κουνάει τα ρομποτικά δάχτυλα ανεξάρτητα το ένα από το άλλο, να σχηματίζει γροθιά, να πιάνει πράγματα και να κάνει και άλλες κινήσεις. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε από το Πανεπιστήμιο Campus Βiomedico της Ρώμης (UCΒΜ) με τη συμβολή των επιστημόνων ρομποτικής της Ανώτερης Σχολής Αγία Άννα της Πίζας. Στο πρόγραμμα με την ονομασία «LifeΗand» συμμετείχαν και άλλα ερευνητικά ινστιτούτα, χάρη στη χρηματοδότηση των 2 εκατ. ευρώ που προσέφερε η Κομισιόν.

Βιονικό
Οι επιστήμονες κατασκεύασαν αυτήν τη ρομποτική πρόθεση έπειτα από δουλειά πέντε ετών. Το βιονικό χέρι ελέγχεται απευθείας από το νευρικό σύστημα του ασθενούς χάρη σε 4 ηλεκτρόδια που κατασκευάστηκαν από τη γερμανική εταιρεία βιοϊατρικής μηχανικής ΙΒΜΤ και συνδέθηκαν με το νεύρο του αντιβραχίου (γενικό αισθητικό) και το ωλένιο νεύρο (γενικό αισθητικό και κινητικό). Ο Πετρουτσιέλο είχε μείνει χωρίς χέρι για τρεις μήνες όταν άρχισε το πείραμα. Με μια επέμβαση που διήρκεσε 6 ώρες και πραγματοποιήθηκε στο Campus Βiomedico, μια ομάδα νευρολόγων, ορθοπεδικών, νευροχειρουργών και μηχανικών βιοϊατρικής συνέδεσε τα ηλεκτρόδια του πρωτότυπου ρομποτικού χεριού, το οποίο ζυγίζει δύο κιλά, με το αντιβράχιο. Χάρη στα ηλεκτρόδια, το νευρικό σύστημα του Πετρουτσιέλο μπορούσε να «διαλέγεται» με το τεχνητό χέρι. Με τον τρόπο αυτό κατέστη δυνατό να μεταβιβάζονται, μεταξύ ρομποτικού χεριού και ασθενούς, εντολές κίνησης και απτικές πληροφορίες, όπως συμβαίνει φυσικά. «Η κύρια δυσκολία», εξήγησε ο Πάολο Μαρία Ροσίνι, νευρολόγος και επιστημονικός υπεύθυνος του προγράμματος εκ μέρους του UCΒΜ, «ήταν να ξεχωρίσουμε και να απομονώσουμε τα νεύρα του αντιβραχίου που είναι υπεύθυνα για τις κινήσεις του χεριού. Μετά τοποθετήσαμε τα ηλεκτρόδια από βολφράμιο, μεγάλα όσο μια τρίχα, τα οποία αποτέλεσαν τη γέφυρα ανάμεσα στις εντολές του εγκεφάλου και τις κινήσεις του χεριού». Ο εγκέφαλος στέλνει την εντολή, ένα μικροτσίπ καταγράφει και επεξεργάζεται τα νευρικά σήματα, τα οποία στη συνέχεια μεταφράζονται στην ψηφιακή γλώσσα.

Με μια ματιά

●Το ρομποτικό χέρι κατασκευάστηκε από το Πανεπιστήμιο Campus Βiomedico της Ρώμης (UCΒΜ) ●Ζυγίζει δύο κιλά ●Ελέγχεται απευθείας από το νευρικό σύστημα ●Συνδέεται με το νεύρο του αντιβραχίου και το ωλένιο νεύρο με τέσσερα ηλεκτρόδια από βολφράμιο, μεγέθους τρίχας ●Εκτελεί τις κινήσεις που του ζητάει ο εγκέφαλος μέσα σε λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου ●Ένα μικροτσίπ καταγράφει και επεξεργάζεται τα νευρικά σήματα του εγκεφάλου και τα μεταφράζει στην ψηφιακή γλώσσα
Εκτελεί τις κινήσεις σε χιλιοστά του δευτερολέπτου

ΤΟ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ είναι, εξηγεί ο Βιντσέντσο Ντενάρο, ορθοπεδικός χειρουργός της Πανεπιστημιακής Πολυκλινικής του UCΒΜ, «ότι κινείται σαν ένα φυσικό χέρι. Εκτελεί τις κινήσεις που του ζητάει ο εγκέφαλος μέσα σε λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου».

Έπειτα από εξάσκηση, ο Πετρουτσιέλο κατάφερε να ελέγχει τρία διαφορετικά είδη κρατήματος με επιτυχία άνω του 85%. Αυτό σημαίνει ότι θα μπορεί να κάνει σχεδόν όλες τις δραστηριότητες της καθημερινής και της επαγγελματικής ζωής του. «Όμως θα χρειαστούν τουλάχιστον 3 χρόνια», εξηγεί ο Πάολο Μαρία Ροσίνι, «για να μπορέσει ο ασθενής να έχει οριστικά το ρομποτικό χέρι. Πριν το τοποθετήσουμε μόνιμα, θα πρέπει να πάρουμε όλες τις απαραίτητες εγκρίσεις». Ήδη οι επιστήμονες έχουν αρχίσει να εργάζονται για να κατασκευάσουν ακόμη πιο εξελιγμένα και ελαφρά ηλεκτρόδια και προθέσεις.