2021-09-02
صمم باحثو كليفلاند كلينيك أول ذراع آلية من نوعها للمرضى الذين يعانون من بتر أطرافهم العلوية والتي تسمح لمرتديها بالتفكير والتصرف والعمل بها مثل أي شخص لا يُعاني من أيّ بتر.
وطور الفريق نظاماً إلكترونياً يجمع بين 3 وظائف مهمة: التحكم في الحركة، واللمس والقبضة، والشعور البديهي بفتح وإغلاق اليد.
وتعد هذه النتائج خطوة مهمة نحو تزويد الأشخاص الذين يعانون من البتر بطرف اصطناعي يمكنهم من الاستعادة الكاملة لوظيفة الذراع الطبيعية.
والنظام هو الأول من نوعه في عملية اختبار الوظائف الحسية والحركية الثلاثة في واجهة الجهاز العصبي كلها مرة واحدة في ذراع اصطناعية.
وتتصل واجهة الجهاز العصبي بأعصاب طرف الشخص الذي يرتديها. إذ تمكن المرضى من إرسال نبضات عصبية من أدمغتهم إلى الطرف الاصطناعي عندما يريدون استخدامها أو تحريكها، وتلقي المعلومات المادية من البيئة ونقلها مرة أخرى إلى أدمغتهم من خلال أعصابهم.
عادة، تختلف سلوكيات الدماغ اختلافاً كبيراً بين الأشخاص الذين لديهم أطراف صناعية والأشخاص الأصحاء. إلا أن التغذية الراجعة والمستشعرات ثنائية الاتجاه الموجودة في الذراع الاصطناعية مكنّت المشاركين في الدراسة من أداء المهام بدرجة مماثلة من الدقة مثل الأشخاص الذين لا يُعانون من أيّ بتر. فمع الطرف الآلي الجديد، يتصرف الناس كما لو كانت يدهم طبيعية.
قام الباحثون باختبار طرفهم الإلكتروني الجديد على اثنين من المشاركين في الدراسة يعانون من بتر الأطراف العلوية وسبق لهم أن خضعوا لعملية إعادة تعصيب حسية وحركية مستهدفة، وهي الإجراءات التي تنشئ واجهة الجهاز العصبي عن طريق إعادة توجيه الأعصاب المبتورة إلى الجلد والعضلات المتبقية.
في عملية إعادة التعصب الحسي المستهدف، يؤدي لمس الجلد إلى تنشيط المستقبلات الحسية التي تمكن المرضى من إدراك الإحساس باللمس. في إعادة التعصب الحركي المستهدف، عندما يفكر المرضى في تحريك أطرافهم، تتواصل العضلات المعاد تعصيبها مع طرف اصطناعي محوسب للتحرك بنفس الطريقة.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الروبوتات الصغيرة والقوية الموجودة على الطرف الاصطناعي تهتز المستقبلات الحسية الحركية في نفس العضلات، ما يساعد مرتدي الأطراف الاصطناعية على الشعور بأن أيديهم وذراعهم تتحرك.
أثناء ارتداء الطرف الاصطناعي المتقدم، أجرى المشاركون مهاماً تعكس السلوكيات اليومية الأساسية التي تتطلب وظائف اليد والذراع.
ومن خلال أدوات التقييم المتقدمة، قام الباحثون بتقييم أداء الطرف الآلي مقارنة بالأشخاص غير المعاقين والأشخاص الذين بترت أطرافهم والذين لديهم أجهزة تعويضية تقليدية. وقارنوا أيضاً كيف نجح الأشخاص ذوو الأطراف الصناعية المتقدمة عندما تم تمكين الأساليب الحسية والحركية الثلاثة معاً مقابل كل أسلوب على حدة.
ونظراً لأن الأشخاص الذين لديهم أطراف اصطناعية تقليدية لا يمكنهم الشعور بأطرافهم، فإنهم يتصرفون بشكل مختلف عن الأشخاص الذين لم يخضعوا لبتر أثناء إكمال المهام أثناء الحياة اليومية. فعلى سبيل المثال، يجب على مرتدي الأطراف الاصطناعية التقليدية مراقبة الطرف الاصطناعي باستمرار أثناء استخدامه ويواجهون صعوبة في تعلم تصحيح الأخطاء عندما يستخدمون أيديهم بقوة.
باستخدام الذراع الاصطناعية الجديدة وأدوات التقييم المتقدمة، يمكن للباحثين أن يروا أن دماغ المشاركين في الدراسة واستراتيجياتهم السلوكية قد تغيرت لتتناسب مع تلك الخاصة بشخص لا يُعاني من أيّ بتر. كما أنهم لم يعودوا بحاجة إلى مراقبة طرفهم الاصطناعي إذ يمكنهم حمل الأشياء دون الحاجة للنظر إليها، ويمكنهم تصحيح أخطائهم بشكل أكثر فعالية.
على مدى العقد أو العقدين الماضيين، ساعدت التطورات في الأطراف الصناعية مرتديها على تحقيق وظائف أفضل وإدارة حياتهم اليومية بأنفسهم. للمرة الأولى، أصبح الأشخاص الذين يعانون من بتر أطرافهم العليا قادرين الآن على التفكير مرة أخرى كشخص يتمتع بالقوة البدنية، وهو ما يوفر لمرتدي الأطراف الاصطناعية مستويات جديدة من إعادة الاندماج السلس في الحياة اليومية.
وطور الفريق نظاماً إلكترونياً يجمع بين 3 وظائف مهمة: التحكم في الحركة، واللمس والقبضة، والشعور البديهي بفتح وإغلاق اليد.
وتعد هذه النتائج خطوة مهمة نحو تزويد الأشخاص الذين يعانون من البتر بطرف اصطناعي يمكنهم من الاستعادة الكاملة لوظيفة الذراع الطبيعية.
والنظام هو الأول من نوعه في عملية اختبار الوظائف الحسية والحركية الثلاثة في واجهة الجهاز العصبي كلها مرة واحدة في ذراع اصطناعية.
وتتصل واجهة الجهاز العصبي بأعصاب طرف الشخص الذي يرتديها. إذ تمكن المرضى من إرسال نبضات عصبية من أدمغتهم إلى الطرف الاصطناعي عندما يريدون استخدامها أو تحريكها، وتلقي المعلومات المادية من البيئة ونقلها مرة أخرى إلى أدمغتهم من خلال أعصابهم.
عادة، تختلف سلوكيات الدماغ اختلافاً كبيراً بين الأشخاص الذين لديهم أطراف صناعية والأشخاص الأصحاء. إلا أن التغذية الراجعة والمستشعرات ثنائية الاتجاه الموجودة في الذراع الاصطناعية مكنّت المشاركين في الدراسة من أداء المهام بدرجة مماثلة من الدقة مثل الأشخاص الذين لا يُعانون من أيّ بتر. فمع الطرف الآلي الجديد، يتصرف الناس كما لو كانت يدهم طبيعية.
قام الباحثون باختبار طرفهم الإلكتروني الجديد على اثنين من المشاركين في الدراسة يعانون من بتر الأطراف العلوية وسبق لهم أن خضعوا لعملية إعادة تعصيب حسية وحركية مستهدفة، وهي الإجراءات التي تنشئ واجهة الجهاز العصبي عن طريق إعادة توجيه الأعصاب المبتورة إلى الجلد والعضلات المتبقية.
في عملية إعادة التعصب الحسي المستهدف، يؤدي لمس الجلد إلى تنشيط المستقبلات الحسية التي تمكن المرضى من إدراك الإحساس باللمس. في إعادة التعصب الحركي المستهدف، عندما يفكر المرضى في تحريك أطرافهم، تتواصل العضلات المعاد تعصيبها مع طرف اصطناعي محوسب للتحرك بنفس الطريقة.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الروبوتات الصغيرة والقوية الموجودة على الطرف الاصطناعي تهتز المستقبلات الحسية الحركية في نفس العضلات، ما يساعد مرتدي الأطراف الاصطناعية على الشعور بأن أيديهم وذراعهم تتحرك.
أثناء ارتداء الطرف الاصطناعي المتقدم، أجرى المشاركون مهاماً تعكس السلوكيات اليومية الأساسية التي تتطلب وظائف اليد والذراع.
ومن خلال أدوات التقييم المتقدمة، قام الباحثون بتقييم أداء الطرف الآلي مقارنة بالأشخاص غير المعاقين والأشخاص الذين بترت أطرافهم والذين لديهم أجهزة تعويضية تقليدية. وقارنوا أيضاً كيف نجح الأشخاص ذوو الأطراف الصناعية المتقدمة عندما تم تمكين الأساليب الحسية والحركية الثلاثة معاً مقابل كل أسلوب على حدة.
ونظراً لأن الأشخاص الذين لديهم أطراف اصطناعية تقليدية لا يمكنهم الشعور بأطرافهم، فإنهم يتصرفون بشكل مختلف عن الأشخاص الذين لم يخضعوا لبتر أثناء إكمال المهام أثناء الحياة اليومية. فعلى سبيل المثال، يجب على مرتدي الأطراف الاصطناعية التقليدية مراقبة الطرف الاصطناعي باستمرار أثناء استخدامه ويواجهون صعوبة في تعلم تصحيح الأخطاء عندما يستخدمون أيديهم بقوة.
باستخدام الذراع الاصطناعية الجديدة وأدوات التقييم المتقدمة، يمكن للباحثين أن يروا أن دماغ المشاركين في الدراسة واستراتيجياتهم السلوكية قد تغيرت لتتناسب مع تلك الخاصة بشخص لا يُعاني من أيّ بتر. كما أنهم لم يعودوا بحاجة إلى مراقبة طرفهم الاصطناعي إذ يمكنهم حمل الأشياء دون الحاجة للنظر إليها، ويمكنهم تصحيح أخطائهم بشكل أكثر فعالية.
على مدى العقد أو العقدين الماضيين، ساعدت التطورات في الأطراف الصناعية مرتديها على تحقيق وظائف أفضل وإدارة حياتهم اليومية بأنفسهم. للمرة الأولى، أصبح الأشخاص الذين يعانون من بتر أطرافهم العليا قادرين الآن على التفكير مرة أخرى كشخص يتمتع بالقوة البدنية، وهو ما يوفر لمرتدي الأطراف الاصطناعية مستويات جديدة من إعادة الاندماج السلس في الحياة اليومية.