eSports

Hightech handprothese laat mensen weer voelen

Via steeds complexere protheses krijgen mensen hun verloren ledematen weer terug. Hoewel de mogelijkheden van deze vervangers beperkt zijn, is het verschil tussen natuurlijk en mechanisch met elke ontwikkeling een stukje kleiner. DARPA, het Amerikaanse instituut dat verantwoordelijk is voor de ontwikkeling van militaire technologie, zet nu de volgende grote stap: iemand met een hightech prothese weer laten voelen.

De proefpersoon voor deze technologie was een 28-jarige man die door letsel aan zijn ruggengraat al meer dan een decennium lang verlamd is. Door de nieuwe prothesetechnologie kon de proefpersoon niet alleen weer aanrakingen op zijn hand registreren, maar zelfs de specifieke vinger identificeren die zachtjes ingedrukt werd. De identiteit van de man is geheim gehouden in verband met zijn privacy.

Hand3

Protheses met gedachtes besturen
Tastgevoel herwinnen is niet enkel voor sentimentele redenen van belang, om bijvoorbeeld geliefden weer te kunnen voelen. Het is vooral nodig bij het juist kunnen vastpakken van objecten en het maken van kleine bewegingen. Het onderzoek naar deze technologie wordt gedaan onder DARPA’s Revolutionizing Prosthetics-programma. Sinds 2006 heeft dit programma gezorgd voor protheses met meer bewegingsvrijheid en besturingsmogelijkheden. Bijvoorbeeld armen en handen die bewegen door er alleen maar over na te denken.

“Prothetische ledematen die bestuurd kunnen worden door gedachtes zijn veelbelovend”, zegt Justin Sanches van het Revolutionizing Prosthetics-programma. “Maar zonder feedback in de vorm van signalen die terug naar het brein reizen, kan het moeilijk zijn om een mate van controle te krijgen dat nodig is voor precieze bewegingen.”

Elektrodes
Om de verlamde man zijn hand terug te geven, zijn er elektrodes geplaatst op de motorische cortex van zijn brein. Dat is het gedeelte van het brein dat bewegingen van het lichaam stuurt. De elektrodes zijn gekoppeld aan een mechanische hand, welke ontwikkeld is door de Applied Physics Laboratory van de Johns Hopkins-universiteit. Dit gaf de proefpersoon de mogelijkheid om de hand met zijn gedachtes te besturen.

Hand

Voor het tastgevoel zijn er in de mechanische hand koppelsensoren geplaatst die registreren als er druk uitgeoefend wordt op de vingers. De mechanische hand kan die druk omzetten naar elektrische signalen en deze terugsturen naar het brein. In dit geval via elektrodes op de somatosensorische cortex van de verlamde man. Deze regio van het brein is verantwoordelijk voor het identificeren van tactiele sensaties zoals druk.

Geblinddoekt
De onderzoekers hebben bij de test met de aanraakgevoelige prothese de 28-jarige een blinddoek omgedaan en vervolgens individuele vingers zachtjes aangeraakt. De verlamde man wist met bijna honderd procent juistheid te vertellen om welke van de mechanische vingers het ging. Hij gaf daarbij aan dat het voelde alsof zijn eigen hand werd aangeraakt.

“Op een gegeven moment besloot het team om twee vingers aan te raken in plaats van één vinger, zonder het hem te vertellen”, vertelt Sanchez. “Gekscherend vroeg hij of iemand een grap met hem uithaalde. Dat was het moment dat we zeker wisten dat het gevoel dat hij via de robothand waarnam zo goed als natuurlijk was.”

Hand4

Soldaten
Het resultaat van het onderzoek werd door DARPA gepresenteerd tijdens de Wait, What?-conferentie, over technologie van de toekomst. Het instituut werkt aan de protheses met het idee dat soldaten die bijvoorbeeld hun armen verliezen op een dag weer hun werk kunnen doen. Ook wordt de technologie in robots verwerkt om soldaten uit gevaarlijke situaties te houden. Als de technologie eenmaal bewezen is, zal het natuurlijk niet bij het leger blijven.

Tastgevoel via een prothese is een belangrijke stap naar een toekomst waarin een ledemaat volledig vervangen kan worden zonder enig verlies van functie. Technologie maakt ons in dit geval niet minder menselijk, maar geeft een stukje verloren menselijkheid terug.

Dit artikel delen

Gerelateerde onderwerpen

Gezondheid

Lees dit hierna