Znanstvenici su korak bliže ostvarenju onoga što izgleda kao prizor iz znanstvenofantastičnih filmova: bioničkih udova koji mogu osjetiti i prenijeti dodir svojim korisnicima.

U novom istraživanju objavljenom ovog tjedna, istraživači su predstavili bioničku ruku koja može reproducirati najsloženije taktilne senzacije dosad viđene. Znanstvenici iz skupine Cortical Bionics Research razvili su uređaj koji koristi sučelje između mozga i računala (BCI), a testiran je na volonterima s ozljedama leđne moždine.

Kroz seriju eksperimenata, istraživači su uspjeli prevesti i prenijeti osjet vezan uz kretanje, zakrivljenost i orijentaciju, omogućujući volonterima da obavljaju složene zadatke s bioničkim udom. Prema riječima istraživača, njihov je uređaj postigao novu razinu umjetnog dodira.

Iako je posljednjih godina postignut značajan napredak u tehnologiji protetike i bioničkih udova, ti udovi još uvijek nisu u stanju u potpunosti replicirati složenost ljudskog dodira. Neki znanstvenici počeli su koristiti tehnologiju intrakortikalnu mikrostimulaciju, odnosno intracortical microstimulation (ICMS) kako bi premostili taj jaz, jer je dokazano da takva stimulacija može izazvati živopisne taktilne senzacije na koži. Istraživač Giacomo Valle ističe da su se raniji pokušaji ICMS-a uglavnom fokusirali na reprodukciju lokacije i intenziteta senzacija. Međutim, kako Valle objašnjava, osjećaj dodira mnogo je složeniji od toga.

'Iako su lokacija kontakta i sila ključne komponente povratnih informacija, osjećaj dodira bogatiji je od toga. Prenosi informacije o teksturi, materijalnim svojstvima, lokalnim obrisima i kretanju objekata preko kože. Bez tih bogatih senzacija, umjetni dodir ostat će vrlo osiromašen,' izjavio je Valle. U svom novom istraživanju, objavljenom u časopisu Science, Valle i njegov tim vjeruju da su napravili ključni korak naprijed u korištenju ICMS-a.

Istraživači su za eksperimente angažirali dvoje volontera s ozljedama leđne moždine. Volonteri su prvo dobili implantate u senzorne i motoričke regije mozga koje upravljaju rukama i rukama. Putem tih implantata istraživači su snimili i dekodirali različite obrasce električne aktivnosti koje je proizvodio mozak volontera dok su razmišljali o korištenju paraliziranih udova. Volonteri su zatim spojeni na BCI uređaj koji je djelovao kao bionički ud, opremljen senzorima koji su komunicirali s moždanim implantatima. Istraživači su uspjeli prevesti i poslati složenije senzacije vezane uz dodir kroz bionički ud u moždane implantate volontera.

'U ovom radu, po prvi put, istraživanje je nadmašilo sve dosad postignuto na polju sučelja između mozga i računala. Prenijeli smo taktilne senzacije vezane uz orijentaciju, zakrivljenost, kretanje i 3D oblike za sudionike koji koriste bionički ud upravljan mozgom,' rekao je Valle. 'Pronašli smo način kako kodirati te ‘taktilne poruke’ putem mikro-stimulacije koristeći sićušne elektrode u mozgu, omogućujući živopisniji taktilni povrat i iskustvo korištenja bioničke ruke.'

Volonteri su ne samo osjećali složenije senzacije, poput dodirivanja ruba objekta, već su ti osjećaji dolazili kao da potječu iz njihovih vlastitih ruku. Ovaj dodatni unos omogućio je volonterima da preciznije obavljaju složene zadatke s bioničkim udom, poput premještanja objekata s jednog mjesta na drugo. Valle je naglasio kako je ta bogatost senzacija ključna za postizanje razine vještine, manipulacije i višedimenzionalnog taktilnog iskustva tipičnog za ljudsku ruku.

Istraživači ističu kako je ovo tek početak. Kako bi se u potpunosti uhvatile senzacije koje sada mogu kodirati i prenijeti korisnicima, potrebni su složeniji senzori i robotska tehnologija poput sintetičke kože. Napredniji moždani implantati također će biti potrebni kako bi se povećao spektar senzacija koje se mogu stimulirati. No Valle i njegov tim vjeruju da su takvi napretci ostvarivi te da je bionički ud s pravim osjećajem dodira unutar dosega.

'Iako mnogi izazovi ostaju, ovo najnovije istraživanje nudi dokaze da put prema obnovi dodira postaje sve jasniji. Sa svakim novim otkrićem približavamo se budućnosti u kojoj umjetni ud nije samo funkcionalni alat, već i način za doživljavanje svijeta,' zaključio je Valle. Sljedeća faza istraživanja bit će testiranje BCI sustava u prirodnijim okruženjima, poput domova pacijenata, a krajnji cilj je poboljšati neovisnost i kvalitetu života osoba s invaliditetom, piše Gizmodo.