Muž 37 let po amputaci testuje protézu ruky, díky níž znovu vnímá teplotu
O možnost pocítit, jakou má daná věc teplotu a z jakého je materiálu, mnozí kvůli tragédii nebo nemoci přišli. Umělá protéza ruky, která jim pomáhá s uchopením věcí, totiž dosud nebyla vybavena tepelnými senzory, které by návrat tohoto vjemu umožňovaly. Zatím. Vědci představili zařízení MiniTouch – jednoduchý mechanismus, který se dá snadno začlenit do komerčních protéz bez nutnosti chirurgického zákroku – díky němuž mohou lidé bez horní končetiny pocítit i teplo druhé osoby. Přesvědčil se o tom 57letý Fabrizio, který o ruku za zápěstím přišel ve 20 letech.
Vůbec první svého druhu. Tak se dá označit zařízení MiniTouch, které jeho strůjci představili v publikované případové studii na webu časopisu Med letos 9. února. Díky mechanismu si 57letý Fabrizio z italské Pistoie po 37 letech mohl vychutnat, jaké to je znovu mít v „ruce“ cit. Konkrétně si užíval, s jakou přesností dokázal s protézou rozlišit teplé a studené předměty, včetně jejich materiálu.
Muž 37 let po amputaci testuje protézu ruky, díky níž znovu vnímá teplotu. Zdroj: EPFL/Caillet
Muž 37 let po amputaci testuje protézu ruky, díky níž znovu vnímá teplotu. Na snímku rozděluje horké a studené kostky v časovém limitu. Zdroj: Vědecký časopis Med
Muž 37 let po amputaci testuje protézu ruky, díky níž znovu vnímá teplotu. Na snímku rozděluje horké a studené kostky v časovém limitu. Zdroj: Vědecký časopis Med
Muž 37 let po amputaci testuje protézu ruky, díky níž znovu vnímá teplotu. Na snímku rozděluje horké a studené kostky v časovém limitu. Zdroj: Vědecký časopis Med
Muž 37 let po amputaci testuje protézu ruky, díky níž znovu vnímá teplotu. Na snímku rozděluje horké a studené kostky v časovém limitu. Zdroj: Vědecký časopis Med
Muž 37 let po amputaci testuje protézu ruky, díky níž znovu vnímá teplotu. Na snímku rozděluje horké a studené kostky v časovém limitu. Zdroj: Vědecký časopis Med
Muž 37 let po amputaci testuje protézu ruky, díky níž znovu vnímá teplotu. Zdroj: EPFL/Caillet
Muž 37 let po amputaci testuje protézu ruky, díky níž znovu vnímá teplotu. Na snímku rozděluje horké a studené kostky v časovém limitu. Zdroj: Vědecký časopis Med
Muž 37 let po amputaci testuje protézu ruky, díky níž znovu vnímá teplotu. Na snímku rozděluje horké a studené kostky v časovém limitu. Zdroj: Vědecký časopis Med
Muž 37 let po amputaci testuje protézu ruky, díky níž znovu vnímá teplotu. Na snímku rozděluje horké a studené kostky v časovém limitu. Zdroj: Vědecký časopis Med
Muž 37 let po amputaci testuje protézu ruky, díky níž znovu vnímá teplotu. Na snímku rozděluje horké a studené kostky v časovém limitu. Zdroj: Vědecký časopis Med
Muž 37 let po amputaci testuje protézu ruky, díky níž znovu vnímá teplotu. Na snímku rozděluje horké a studené kostky v časovém limitu. Zdroj: Vědecký časopis Med
ČTĚTE TAKÉ: Facebook a Instagram chtějí označovat obrázky generované AI. Podvodná videa ale nezastaví
Právě muž, kterému byla ruka amputována za zápěstím, se stal jediným „testovaným subjektem“, který zhruba 400 dnů zkoušel, na kolik je mechanismus přesný a patrně i revoluční. „Když jeden z výzkumníků umístil senzor na své tělo, cítil jsem teplo druhé osoby. Byl to pro mě opravdu silný zážitek, jako bych znovu aktivoval své spojení s někým dalším,“ cituje dojatého Fabrizia web Eurekalert.
Speciální protézy nejsou zapotřebí
Jak uvádí autoři studie z Itálie a Švýcarska, MiniTouch funguje na jednoduchém principu: z konečku prstu protézy – konkrétně ukazováčku – přenáší reálné tepelné informace do zbytku paže nositele, a to v reálném čase. Konkrétně jde o propojení zařízení s označeným bodem, potažmo body, na pahýlu ruky, které mohou vyvolat tepelné pocity.
Je to první technologie, která dokáže tepelné vjemy začlenit do funkční umělé končetiny. Dle týmu vědců je to poslední hranice pro obnovení citlivosti robotické ruky, potažmo rukou.
„Poprvé jsme opravdu blízko obnovení celé palety vjemů u amputovaných končetin. Technologii lze navíc snadno integrovat do běžných komerčních protéz,“ uvedl profesor Silvestro Micera, spoluautor studie ze Sant'Anna School of Advanced Studies.
„Tepelné vjemy byly až dosud ve výzkumu neuroprotetiky velmi opomíjeny, i když stále přibývá důkazů o jejich důležitosti v každodenním životě. Myslíme si, že jedinci po amputaci by mohli těžit z opětovného získání teplotních vjemů daleko za hranicemi detekce studených nebo teplých objektů,“ dodal doktorand Jonathan Muheim.
Výsledky vědce ohromily
Více než rok dlouhá fáze testování byla provedena v protetickém centru v Boloně, kde tým pod vedením doktora Emanuela Gruppioniho provádí klinické testy s lidmi po amputaci končetin.
MOHLI JSTE PŘEHLÉDNOUT: Které profese nahradí umělá inteligence? AI odpověděla expertům, přinesla vlastní prognózu
Během prvních 130 dnů vědci provedli sezení, která sloužila k „tepelnému mapování“ – určení tří bodů na pahýlu ruky, které mohly vyvolat tepelné pocity. Přesně 246. den byl jeden z těchto bodů vybrán pro integraci a propojení se zařízením MiniTouch do Fabriziovy běžné protézy. Musel splňovat dvě kritické podmínky: stabilitu vjemu a umístění bodu nesmělo ovlivňovat jiné vjemy.
Následně prošel několika fázemi testů: schopnost rozlišovat mezi horkými, studenými předměty a těmi, které mají běžnou pokojovou teplotu; rozpoznat různé materiály – měď, sklo a plast a rozlišit umělé a lidské ruce. Někdy měl Fabrizio zavázané oči, jindy ne.
Další test se týkal „tepelného boxu“, kdy měl účastník studie rozlišit mezi horkými a studenými kostkami – které byly vyrobeny z nerezové oceli a od pohledu vypadaly naprosto stejně. Ve stanoveném čase je měl zvednout a rozřadit podle jejich teploty. Výsledek? Fabrizio ve všech testech obstál „nad úrovní náhody s podobnou přesností jako s neporušenou rukou“.
Za celou dobu testování Ital nehlásil žádné potíže s přijímáním signálů ani žádné nepříznivé účinky.
Nadšení mírní realita
Navzdory nadšení jsou vědci realisté – publikovaná studie se zabývala jediným testovaným subjektem. „Je nutné provést další studie s více účastníky, aby se potvrdilo, že termoprotetickou ruku může používat více pacientů. Testy navíc byly prováděny za kontrolovaných podmínek, a tak nebyl brán v potaz vliv vnějších faktorů, jako je vlhkost vzduchu,“ přiznali odborníci.
ČTĚTE TAKÉ: Uživatelé brýlí Applu baví ulice. Lidé s nimi mávají rukama, řídí auto i posilují
Už nyní však mají autoři studie ambiciózní plány do budoucna. Rádi by MiniTouch aplikovali na další části protézy – nejen na ukazováček – a propojili ho s více body na amputované ruce. Například umístění zařízení na hřbetu ruky by lidem s amputovanou končetinou umožnilo vnímat, když se jich dotkne druhá osoba. Dlouhodobým cílem je vyvinout multimodální systém, který spojí hmat, vnímání a teploty tak, aby uživatel dokázal říci, že je něco „měkké a horké“ či „tvrdé a studené“.
