Robotarm beweegt via hersenen

Amerikaanse wetenschappers hebben een kunstmatige arm ontwikkeld waarmee patiënten hun prothetische vingers kunnen bewegen via de zenuwen in hun arm.

Hoewel protheses er tegenwoordig heel natuurlijk kunnen uitzien en er geavanceerde robothanden bestaan, kunnen de patiënten ze niet intuïtief bedienen. Tot nu, want Amerikaanse wetenschappers hebben in een baanbrekend experiment aangetoond dat patiënten de zenuwen in hun armen kunnen trainen om zelf de bewegingen van een prothese te beheersen.

Professor Paul Cederna

‘Dit is de grootste vooruitgang in motorische controle voor mensen met amputaties in vele jaren’, zegt Paul Cederna, professor biomedische technologie aan de Universiteit van Michigan.

Spiersignalen

Motorische zenuwen brengen impulsen van de hersenen naar alle spieren van de arm en de handen. Deze signalen zorgen ervoor dat spieren zich samentrekken, die op hun beurt via aangehechte pezen aan de botten in de hand trekken. Wanneer een chirurg een ledemaat amputeert, snijdt hij ook die bewegingszenuwen door. Maar zelfs tientallen jaren na een amputatie kunnen de hersenen nog steeds elektrische signalen langs die zenuwen sturen in een poging de spieren in het zogenoemde fantoomlid te beheersen.

Joe Hamilton is één van de eerste proefpersonen die de robothand mocht testen.

Daarmee gingen de onderzoekers aan de slag. Om de zwakke neurale signalen van de hersenen om te zetten in grotere spiersignalen, die groot genoeg zijn om te worden opgepikt door de computer van de prothese, wikkelden de wetenschappers kleine stukjes spierweefsel rond de zenuwuiteinden. Met andere woorden: patiënten kunnen nu met hun gedachten een signaal produceren dat groot genoeg om de robotische prothese te doen bewegen.

Bovendien verminderen de transplantaten de groei van pijnlijke neuromen (kleine, goedaardige verdikkingen aan de afgesneden uiteinden van de zenuwen), waardoor er geen of minder behoefte meer is aan chronische pijnmedicatie of herhaalde chirurgische ingrepen.

Twee patiënten namen al deel aan het onderzoek, met een positief resultaat. Beiden controleerden met succes hun prothesehand om bepaalde gebaren en bewegingen na te doen en objecten vast te nemen. Zelfs spelletjes zoals blad, steen, schaar zijn mogelijk met de prothetische handen.

‘Ons uiteindelijke doel is om prothetische ledematen te hebben die de persoon als een deel van zijn lichaam beschouwt’, voorspelt Cederna.