V důsledku zranění či nemoci přijdou o končetinu – nohu či ruku – statisíce lidí. Díky nejrůznějším protézám mají možnost alespoň částečně získat zpět určitou samostatnost, nikdy se však rozsah schopností nemůže rovnat zdravé končetině. Co když se však protéza, v tomto případě nová bionická noha, propojí s mozkem? „Jako bych nikdy o končetinu nepřišla. Byl to nejšťastnější okamžik v mém životě,“ svěřila se CNN 47letá Amy, která před šesti lety přišla o nohu v důsledku popálenin.
Ve svém životě se 47letá Amy Pietrafitta učila chodit sedmkrát. Poprvé jako dítě, v roce 2018 jí však v důsledku vážných popálenin lékaři museli amputovat levou nohu. Od té doby má za sebou své „první krůčky“ v protézách na běh, do vody, na vysokých podpatcích, při veslování i každodenní chůzi. Její poslední první kroky však byly jiné.
ČTĚTE TAKÉ: Vědci věří, že našli lék na rakovinu. Klíčem k úspěchu mají být nanoroboti se smrtící zbraní
Namísto běžné protézy měla nasazenou bionickou nohu, která je plně propojena s mozkem a umožňuje jí chodit a pohybovat se jako kdokoliv jiný se dvěma zdravými nohami. Jak se svěřila, ani nepoznala, že je mezi zdravou pravou nohou a levou s protézou nějaký rozdíl.
Lidem vrací to, po čem touží
„Neměla jsem vůbec pocit, že by mi někdy nohu amputovali. Jako bych o ni nikdy nepřišla. Byl to nejšťastnější okamžik mého života,“ svěřila se pro CNN. Pietrafitta byla účastnicí studie nové neuroprotézy z Massachusettského technologického institutu, která je plně ovládána nervovým systémem.
Noha byla ženě amputována pomocí nové techniky párování svalů, jedná se o takzvané agonisticko-antagonistické myoneurální rozhraní neboli AMI, které zachovává „signalizaci“ mezi svaly a mozkem. Neuroprotéza využívá senzory umístěné mezi rekonstruovaným místem amputace a bionickou nohou k přenosu elektrických signálů z mozku.
Protéza tak může vnímat svou polohu, pohyb a posílat tyto informace zpět pacientovi, což umožňuje propriocepci: schopnost mozku vnímat pohyb a polohu v prostoru.
Studie, která byla v pondělí zveřejněna v časopise Nature Medicine, ukázala, že účastníci, kteří podstoupili specializovanou amputaci a vyzkoušeli neuroprotézu, zvýšili svou rychlost chůze o 41 procent, což odpovídá rozsahu a schopnostem lidí bez amputace nohy. Výsledky také naznačily, že bionickou končetinu lze ovládat pomocí pouhých 18 procent přirozené propriocepce.
Podle doktora Hugha Herra, hlavního vedoucího studie a spoluvedoucího Yangova centra pro bioniku na MIT, kde výzkum probíhal, se jedná o první bionickou nohu plně ovládanou lidským nervovým systémem, která vykazuje přirozenou rychlost chůze a vzorce pohybu.
„Je to naprosto přirozené, jako by to byla končetina z masa a kostí. Jako by si mozek vůbec neuvědomoval, že byla končetina amputována, protože dostává běžné vjemy,“ popisoval Herr, kterému byly po horolezecké nehodě v roce 1982 amputovány obě nohy pod kolenem.
MOHLI JSTE PŘEHLÉDNOUT: Znovu ucítí doteky a rozeznají teploty. Vědci mají zařízení, které dává protézám cit
Do projektu se pustil poté, co si začal více všímat trendu, kdy byly protézy stále častěji ovládány robotickými algoritmy, namísto lidským nervovým systémem.
„Chceme obnovit funkce lidského těla, rekonstruovat a vrátit lidem to, po čem tolik touží. Nechceme jen vytvářet stále dokonalejší robotické nástroje a zařízení,“ zdůraznil Herr. V průběhu testování zařízení bylo čtrnáct účastníků studie rozděleno do dvou skupin – sedm jich podstoupilo operaci AMI, sedm nikoliv.
Podle Pietrafitty a doktora Matthewa J. Cartyho – vedoucího chirurga prvního zákroku AMI a spoluautora nové studie – výsledky naznačují, že pacienti s amputací AMI se lépe pohybovali v reálném prostředí, včetně svahů, schodů, překážkových cest a dokonce i na trati ve stylu „American Ninja Warrior“.
Za hranice prvních kroků
Nová technologie mimo jiné umožňuje pacientům „přepínat“ mezi rychlostmi, aniž by museli měnit protézy. To podle Pietrafitty snižuje potíže s výměnou protéz, zabraňuje nežádoucí pozornosti a obnovuje pocit normálnosti.
„Připadalo mi to zcela normální. Byla jsem připravena běhat. Pořád jsem chtěla sundat ruce z podpěr a začít se hýbat,“ uvedla. Obnovení normální chůze je víc než jen dostat se z bodu A do bodu B. Podle Pietrafitty jde o návrat do společnosti.
„Znamená to, že můj život může začít znovu. Mohla jsem jít ven a žít tak, jak jsem vždy chtěla. Když jste doma a jste upoutáni na lůžko, začnete přicházet o přátelé i některé členy rodiny. Pro lidi je příliš těžké přijít a vidět vás v bolestech,“ podotkla.
Péče o pacienty pokulhává
Podle zprávy zveřejněné v roce 2018 federální Agenturou pro výzkum a kvalitu zdravotní péče žije odhadem 1,9 milionu Američanů se ztrátou končetiny, přičemž se očekává, že do roku 2050 se tento počet zdvojnásobí. Zejména se bude jednat o důsledek rostoucího výskytu cukrovky, která je známým rizikovým faktorem.
MOHLI JSTE PŘEHLÉDNOUT: Milimetry od smrti. Muž se v Bochoři nabodl na tyč, přežil zázrakem. Dojatě děkoval zachráncům
Herr uvedl, že jeho tým usiluje o to, aby byly plně neurologicky ovládané protézy do pěti let komerčně dostupné. Zpráva z roku 2018 nicméně odhaduje, že protézy obecně jsou předepisovány méně než polovině lidí po amputaci. Pacienti mohou mít podle odborníků problém získat vhodné dokumenty a dostatečné pojistné krytí na protetické pomůcky, zejména na možnosti s pokročilejší technologií.
Například protéza BionX emPOWER je podle Herra jedinou motorově poháněnou protézou na trhu – přesto k ní mnoho lidí po amputaci nemá přístup. Přestože neuroprotézy AMI zatím nejsou dostupné veřejnosti, samotná operace AMI byla údajně provedena asi 60 lidem na celém světě.
V bostonské nemocnici Brigham and Women's Hospital, kde doktor Carty pracuje jako chirurg na oddělení plastické chirurgie, je nyní AMI standardem péče při amputacích.
„Komise v nemocnici rozhodla, že by bylo neetické nabízet standardní amputaci, neboť víme, jak prospěšná může být amputace AMI. Doufáme, že se stane standardem nejen v Bostonu, ale na klinických pracovištích po celém světě,“ vzkázal Herr.
ČTĚTE TAKÉ: Střeva mluví s mozkem, ukázala studie. Ovlivňují stres i duševní zdraví, nabízí se nová léčba
„Hollywood nám po desetiletí předkládal vize těchto pozoruhodných ‚bionických lidí‘, ale vědecká realita byla pomalejší než science fiction. Dnes ale konečně vyrábíme systémy, které jsme viděli ve filmech, dodal Herr.
