Brațul bionic inovator din Utah începe primele teste în mediul familial
La vârsta de 16 ani, Alexander „Avi” Davidson a căzut de la 10 metri înălțime de pe un stâlp de telefon, un accident care l-a lăsat paralizat de la talie în jos și a dus la amputarea brațului său stâng sub cot.
Astăzi, la 17 ani după acel incident, Davidson participă la un studiu clinic de pionierat, devenind primul utilizator al brațului bionic inspirat de Luke Skywalker, dezvoltat la Universitatea din Utah.
Asistat de un terapeut ocupațional, Davidson exersează activități cotidiene, manipulând bucăți de fructe la Universitatea din Utah.
Controlat printr-o interfață nervoasă directă, denumită BIOS Controller, tehnologia interfeței neuronale îi permite lui Davidson să controleze proteza bionică doar prin gânduri, restaurând în același timp senzația de atingere, astfel încât să simtă ca și cum ar folosi propria mână. La doar câteva zile după ce a început să o folosească acasă, el a reușit să efectueze sarcini de rutină, precum scrisul, jocul de cărți, pregătirea unui sandviș cu ton și ținerea de mână cu soția sa.
„Capacitatea de a simți din nou senzația în mâna mea dominantă anterior reprezintă o experiență care îmi schimbă viața, deoarece nu mi-am imaginat vreodată că voi putea simți o parte din acea mână, cu atât mai puțin să fie atât de autentic”, a declarat Davidson, care locuiește în Tampa, Florida. „Capacitatea de a recunoaște cât de multă presiune aplic pe mâna soției mele și de a simți răspunsul ei în mâna mea este o idee incredibilă de internalizat. Această tehnologie are potențialul de a reconecta atât de mulți oameni la o realitate pe care nu au crezut-o posibilă.”
Studiul clinic va urmări utilizarea tehnologiei de către Davidson acasă timp de un an, cu posibilitatea unei extensii. Aceasta va oferi o oportunitate rară de a observa dacă tehnologia protezelor conectate la nervi îmbunătățește viața cotidiană a persoanelor cu pierderi de membre. Davidson își documentează parcursul pe Instagram.
Davidson este terapeut, fotograf, activist și soț, având un interes deosebit pentru tehnologie. El a testat alte proteze robotice, dar susține că niciuna nu oferă gama de mișcare, controlul fin, feedback-ul senzorial și ușurința în utilizare pe care o are proteza controlată prin gândire.
„Participanții la studiul clinic experimentează lumea într-un mod total nou, ceea ce ne formează și ne încurajează cercetarea și dezvoltarea, inspirându-ne să continuăm să lucrăm la această tehnologie. Scopul este de a transforma în cele din urmă standardul de viață și calitatea îngrijirii pentru persoanele cu pierderi de membre”, a spus Jacob A. George, director al NeuroRobotics Lab de la Universitatea din Utah.
Protezele robotice au fost de mult timp un element de science-fiction, dar omologii lor din lumea reală nu au reușit să îndeplinească acele promisiuni. În ciuda avansurilor tehnologice recente, mulți amputați preferă tehnologia din epoca Războiului Civil – cârligele acționate manual – din cauza controalelor cumbersome ale brațelor robotice.
Interfețele nervoase directe sunt pe cale să schimbe fundamental această dinamică. Cu un astfel de dispozitiv implantat în membrul rezidual, un utilizator poate controla un braț „neuroproteză” cu gândurile sale. Mai mult, interfața poate transmite informații din membrul robotic către creierul utilizatorului, restabilind senzația de atingere.
„Datorită prezenței senzației, aceasta permite accesul pentru a realiza mai multe lucruri într-un context diferit, care nu ar fi posibile cu alte dispozitive protetice”, a spus Leanne Seckinger, terapeut ocupațional la Universitatea din Utah Health, care îl ajută pe Davidson să integreze utilizarea neuroprotezei în viața de zi cu zi.
George dezvoltă brațul bionic de tip Skywalker din Utah din 2015. Bazat pe LUKE Arm, o proteză robotică avansată disponibilă comercial, fabricată de DEKA, brațul din Utah încorporează interfața nervoasă directă BIOS pentru a deveni o adevărată neuroproteză. Acum, pentru prima dată, ca parte a studiului clinic, Davidson îl folosește în propria sa casă.
Echipa de cercetare a Universității este condusă de George, profesor la Colegiul de Inginerie John și Marcia Price, precum și la Școala de Medicină Spencer Fox Eccles. George servește și ca om de știință șef pentru BIOS. În 2022, BIOS a încheiat un acord de licențiere cu Universitatea din Utah pentru tehnologia din spatele neuroprotezei și continuă să dezvolte tehnologia către comercializare.
Davidson este al nouălea participant implicat în acest tip de cercetare la Universitatea din Utah. Participanții anteriori au fost supravegheați de Gregory Clark și Douglas Hutchinson. Cu sprijinul Defense Advanced Research Projects Agency și al National Science Foundation, pacienții au ajutat la testarea capacităților crescânde ale interfeței, inclusiv abilitatea de a oferi utilizatorilor de brațe bionice senzația de atingere. Până acum, testele s-au desfășurat în mare parte în medii de laborator.
Rezultatele extrem de pozitive ale acestei tehnologii au dus la obținerea de către interfața nervoasă directă BIOS a unei desemnări de Program pentru Dispozitive de Inovație din partea FDA în martie 2024, precum și a admiterii în Programul de Consiliere pentru Ciclu de Viață Total al Produsului. FDA utilizează aceste programe pentru a accelera dispozitivele experimentale promițătoare către utilizarea de zi cu zi.
Fiecare dintre pacienții anteriori a folosit dispozitivul sub supravegherea inginerilor și clinicianilor de pe campusul Universității din Utah. Însă cea mai recentă variantă a software-ului și AI-ului tehnologiei permite o senzație mai realistă, dexteritate crescută și un control mai intuitiv, făcând utilizarea nesupravegheată, în viața de zi cu zi, fezabilă pentru prima dată. Studiul de acasă explorează cât de bine neuroproteza răspunde cerințelor vieții de zi cu zi și dacă este suficient de utilă și intuitivă pentru participanți, astfel încât să dorească să o folosească pe termen lung.
Interfața nervoasă directă BIOS poate fi integrată de asemenea cu alte tehnologii, cum ar fi alți roboți, sisteme de realitate virtuală sau telefoane/computere, astfel încât indivizii să poată controla și să simtă din dispozitivele lor doar prin gânduri.
„Posibilitățile sunt cu adevărat nelimitate”, a spus George. „Cu această tehnologie, putem crea o lume inclusivă pentru toată lumea, indiferent de abilitățile lor fizice.”
