de Roxana Istudor şi Daniel Alexandrescu

Nu cu mult timp în urmă, conceptul de om bionic părea de domeniul fantasticului, dar costumele robotice purtabile, membrele artificiale controlate de creier și scaunele rulante acționate de minte se dezvoltă din ce în ce mai mult, iar pacienții cu amputări sau diverse afecțiuni grave sunt tot mai puțin în fața unei condamnări la neputință și tot mai mult persoane active.

Îmbunătățesc capacitatea de muncă

Robotica purtabilă și implanturile bionice pot avea multiple beneficii ca dispozitive medicale, îmbunătățind semnificativ protezele, ceea ce stârnește entuziasmul cercetătorilor. „Vedem membre bionice de nivel științifico-fantastic și modele noi pentru membre protetice”, detaliază Tamar Makin, profesor de neuroștiință cognitivă la Universitatea Cambridge, Marea Britanie. Dincolo de avansul tehnologiei, bionica și robotica purtabilă pot îmbunătăți capacitatea de muncă și productivitatea. Ca în multe alte cazuri de avans rapid al inovațiilor, oamenii de știință își pun problema vitezei cu care se adaptează mintea și corpul la toate acestea. „O mare parte a discuției este adesea lăsată în afară - modul în care creierul și cunoașterea utilizatorilor se vor raporta la o parte artificială a corpului”, susține Makin, care conduce proiectul EmbodiedTech, ce abordează exact aceste aspecte.

Utilizarea frecventă ajută creierul să recunoască proteza

În ce măsură începe creierul să recunoască un membru artificial ca parte a corpului și cum implementează feedback-ul? Date fiind statisticile care indică faptul că până la jumătate dintre persoanele cu amputări nu își folosesc protezele actuale în mod regulat, Makin a utilizat imagistica prin rezonanță magnetică funcțională la pacienții cu o mână sau ambele lipsă. S-a descoperit că, cu cât cineva își folosește mai des proteza, cu atât zona creierului asociată cu recunoașterea membrelor răspunde mai puternic la imagini. Utilizatorii frecvenți au înregistrat, de asemenea, conexiuni neuronale mai puternice, permițându-le să recunoască și să controleze mâinile artificiale, ceea ce le-a indicat oamenilor de știință că creierul s-a adaptat pentru a asimila proteza. Descoperirile experților britanici sugerează, de asemenea, mai mult potențial de „creștere” a corpului uman cu membre suplimentare. Un exemplu în acest sens este „al treilea deget mare” robotizat, pe care designerul de augmentare Dani Clode l-a proiectat pentru a fi legat de mână sub degetul mic și controlat de senzori atașați la degetele mari ale utilizatorului. Testele au pus în evidență faptul că participanții apți care s-au antrenat cu degetul suplimentar au devenit mai pricepuți să-l folosească.

Noi materiale pentru brațe tentaculare sau controlul scaunelor rulante

Pe de altă parte s-a descoperit, în cadrul unui alt studiu, că creierul doar se adaptează la membrele bionice, dar niciodată nu le confundă cu cele reale. „Creierul nu este în niciun caz păcălit să asocieze aceste proteze cu membrele biolo- gice, ci doar le grupează ca pe o singură categorie”, explică Makin. Această descoperire înseamnă că ar putea fi mai puțină nevoie de redarea cu mare fidelitate a corespondenților membrelor naturale în variantele de proteze decât s-a crezut anterior, extinzându-se astfel oportunitățile pentru robotica purtabilă. „Nu mai trebuie să fim aserviți soluțiilor pe care le cunoaștem deja. Ne putem gândi la materiale complet noi, cum ar fi brațele tentaculare, deoarece înseamnă că creierul ar trebui să fie capabil să le recunoască și să le adopte la fel de bine ca și pe protezele bionice care au fost centrul designului în ultimul deceniu”, detaliază Makin. Cercetarea are implicații inclusiv pentru controlul mașinilor, precum scaunele cu rotile electrice, cu mintea.

„Îmbinăm diferite tehnologii din domeniul științei biomaterialelor și lucrăm cu celule stem neuronale pentru a crea proteze pe care organismul să le accepte cât mai bine“ Roberto Portillo-Lara, Imperial College, Londra

Cu cât pacientul foloseşte mai mult proteza, cu atât zona cerebrală asociată cu recunoaşterea membrelor „răspunde” mai puternic la imagini

Polimerii naturali, mai familiari pentru celule

În mai multe cercetări s-au studiat modalități de a integra mai bine dispozitivele medicale care interacționează direct cu sistemul nervos, inclusiv stimularea profundă a creierului pentru boala Parkinson, precum și implanturi cohleare și ochi bionici folosiți pentru tratarea deficiențelor auditive sau vizuale. „Când se implantează un dispozitiv, acesta este fundamental foarte diferit de țesutul din jur. Încercăm să creăm interfața dintre aceste dispozitive implantabile și țesuturile fiziologice. Polimerii sintetici oferă o mulțime de avantaje, deoarece sunt robuști și previzibili, dar polimerii naturali, deși sunt mai dificil de lucrat, sunt mai asemănători cu ceea ce cunosc celulele”, susține expertul Roberto Portillo-Lara, de la Imperial College din Londra. Cercetătorii britanici consideră că teste mai avansate cu noile formule de implanturi ar putea începe anul viitor.