למרות התקדמות עצומה בשני העשורים האחרונים, השליטה המכוונת של תותבות ביוניות נותרה אתגר ומושא מחקר אינטנסיבי. כעת, מדענים מהאוניברסיטה הרפואית של וינה ומאימפריאל קולג' בלונדון פיתחו שיטה חדשה לזיהוי מדויק של האותות העצביים שנותרו לאחר כריתת זרוע וניצולם לשליטה בזרוע מלאכותית. תוצאות המחקר, שפורסמו בכתב העת טבע הנדסה ביו-רפואיתיכול להוות את הבסיס לפיתוח הדור הבא של התותבות.
כחלק מפרויקט Natural BionicS הממומן על ידי מועצת המחקר האירופית, הושתלו מיקרו-אלקטרודות חדשות (40 ערוצים) בשרירים של שלושה משתתפי מחקר קטועי זרוע, אשר חוברו בעבר מחדש לעצבים באמצעות תהליך המכונה העצרת שרירים ממוקדת (TMR). הליך כירורגי זה מפנה את מסלולי העצבים שנותרו לאחר הקטיעה לשרירים שעדיין קיימים, ובכך יוצר ממשקים חדשים דרכם ניתן לאחזר אותות עצביים.
על ידי שילוב של העצרת מחודשת כירורגית עם מיקרו-אלקטרודות הניתנות להשתלה, מדענים מ-MedUni Vienna ואימפריאל קולג' בלונדון הצליחו לראשונה למדוד ישירות את הפעילות של נוירונים מוטוריים בודדים – תאי העצב בחוט השדרה המעבירים פקודות תנועה לשרירים – ולקשר את דפוסי האותות שלהם לכוונות תנועה ספציפיות. כדי להשיג תוצאה זו, המשתתפים ביצעו מנטלית תנועות שונות עם זרוע הפנטום שלהם.
בשיטה שלנו הצלחנו לזהות במדויק את האותות העצביים העומדים בבסיס, למשל, מתיחת אצבע או כיפוף שורש כף היד".
אוסקר אסמן, מחבר המחקר, ראש המעבדה הקלינית לשחזור גפיים ביוניות במחלקה לכירורגיה פלסטית, משחזרת ואסתטית ב-MedUni Vienna
קרן לפיתוח שתלים אלחוטיים
ניתוח האותות העצביים המוקלטים, המובחנים מאוד, הראה גם שכוונות תנועה מורכבות נשארות שלמות במערכת העצבים גם לאחר קטיעה וניתן לשחזר אותן מתמטית. המשמעות היא שניתן להשתמש במידע זה בעתיד לשליטה מדויקת של תותבות ביוניות. "זהו צעד מכריע לקראת הפיכת השליטה בגפיים הביוניות לטבעית ואינטואיטיבית יותר", אומר אוסקר אסמן, ומדגיש את הרלוונטיות של תוצאות המחקר.
בטווח הארוך, ממצאים אלה יובילו לפיתוח של מה שנקרא ביו-מסך – מערכת הממחישה את הדפוסים העצביים המורכבים של תנועות האדם ובכך מהווה בסיס לדורות חדשים של תותבות. המחקר הנוכחי מניח אפוא את הבסיס לפיתוח שתלים אלחוטיים שיכולים להעביר אותות עצביים ישירות ובזמן אמת לידיים ביוניות או למערכות סיוע אחרות.
