آموزش بیماران برای استفاده از الکترودهای عضلانی و کنترل اندام رباتیک، بهتر از آنچه در گذشته تصور می‌شد، عمل می‌کند. کنترل عصبی به بیماران کمک می‌کند تا پروتز رباتیک را با استفاده از ذهن خود هدایت کنند. اکنون پژوهشگران دریافتند با کمک طب فیزیکی، کنترل عصبی بیشتر از آنچه دانشمندان پیش از این تصور می‌کردند، نتیجه می‌دهد. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
در سراسر جهان، گروه‌های پژوهشی در حال توسعه اسکلت‌های بیرونی پایین تنه هستند تا به افراد در راه رفتن کمک کند. این دستگاه‌ها در اصل ربات‌هایی هستند که کاربران آنها را به پاهای خود متصل می‌کنند تا به آنها در حرکت کردن کمک کند.
این اسکلت‌های بیرونی اغلب می‌توانند به طور خودکار حرکات چرخشی از پیش برنامه‌ریزی شده مانند گام برداشتن را انجام دهند. با این حال، وقتی صحبت از فعالیت‌های پیچیده‌تر میشود، بیماران باید به طور ایده‌آل بتوانند این پروتزهای رباتیک را با فکر کنترل کنند. برای نمونه، با استفاده از حسگرهای متصل به پاها که سیگنال‌های بیوالکتریک ارسال شده از مغز به عضلات را تشخیص می‌دهند، به ربات‌ها می‌گویید حرکت کنند.
نویسنده ارشد این مطالعه، هلن هوانگ، مهندسی پزشکی در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی می‌گوید: «کنترل خودکار برای راه رفتن واقعاً خوب عمل می‌کند، اما وقتی صحبت از چیزهایی غیر از راه رفتن مانند ورزش کردن میشود، داشتن کنترل عصبی خوب است».
آموزش استفاده از عضلات باقی مانده
هنگامی که صحبت از کنترل عصبی پروتزهای رباتیک میشود، یک پرسش مطرح میشود: سیستم عصبی بیماران چقدر می‌تواند عضلات باقیمانده در اندام قطع شده را فعال کند.
هوانگ می‌گوید: «در جراحی، ساختارهای اصلی عضلات تغییر می‌یابد. ما دریافته‌ایم که افراد می‌توانند این عضلات باقیمانده را فعال کنند، اما شیوه‌ی انقباض آنها با یک بدن توانا متفاوت است، بنابراین آنها نیاز به آموزش شیوه استفاده از این عضلات دارند».
در مطالعه جدید، هوانگ و همکارانش به یک فرد قطع عضو آموزش دادند تا وظایفی را انجام دهد که با پروتزهای معمولی چالش برانگیز است. این فرد قطع عضو از یک مچ پای مصنوعی کنترل شونده با سیستم عصبی استفاده می‌کرد. این پروتز سیگنال‌های بیوالکتریک را از دو عضله باقیمانده ساق پا دریافت می‌کند که مسئول کنترل حرکت مچ پا هستند.
داوطلب ۵۷ ساله پای چپ خود را از وسط ساق پا، بین زانو و مچ پا، از دست داد. وی طی دو و نیم هفته، پنج جلسه آموزشی با یک متخصص فیزیوتراپی گذراند. متخصص طب فیزیکی در ابتدا در مورد حرکات مفصل و سپس حرکات و هماهنگی همه بدن به وی آموزش داد.
پس از آموزش، داوطلب می‌توانست کارهای مختلفی را که پیش از این برایش دشوار بود انجام دهد. این موارد شامل نشستن از حالت ایستاده بدون هیچ کمکی، یا چمباتمه زدن برای برداشتن چیزی از زمین بدون جبران حرکت با سایر اعضای بدن است.
بهبود ثبات داوطلب فراتر از انتظارات بود. افراد دچار قطع عضو که از پروتزهای رباتیک اندام تحتانی استفاده می‌کنند، ثبات کمتری هنگام ایستادن تجربه می‌کنند، زیرا پیش‌بینی هرگونه اختلال یا روش‌هایی که فرد چنین اختلالی را پیش‌بینی و جبران کند برای دستگاه‌ها دشوار است. آرون فلمینگ، مهندس پزشکی از دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی، می‌گوید: «این ثبات و کنترل ظریف در حالت ایستاده بسیار تعجب آور بود».
با این سیگنال ها هدایت پروتزها آسان تر میشود
در حال حاضر هدف پژوهشگران بررسی بیماران بیشتر با پروتز رباتیک و آزمایش آنها با کارهای بیشتر مانند جلوگیری از برخورد به موانع است. آنها همچنین می‌خواهند بررسی کنند سیستم عصبی این داوطلبان در طی چنین آموزش‌هایی ممکن است چه کار کنند: «آیا آنها مسیرهای عصبی اصلی خود را بازیابی می‌کنند؟».
