Czteroletni projekt NEBIAS, który ma się zakończyć pod koniec stycznia 2018 r., stanowi znaczny krok naprzód w dziedzinie cybernetyki i bazuje na dekadzie ukierunkowanych badań. Proteza bioniczna NEBIAS składa się ze sprawnej protezy dłoni, elektrod oraz wbudowanej elektroniki, służącej do rejestracji danych i stymulacji.

Znaczny krok naprzód

Nowy interfejs neuronalny dostarcza informacje sensoryczne ze sztucznej dłoni do mózgu. Interfejs łączy system nerwowy pacjenta ze sztucznymi czujnikami, wbudowanymi w protezę, pozwalając użytkownikowi na sterowanie złożonymi ruchami dłonią i palcami. Elektrody mają działanie wybiórcze w tym sensie, że są zintegrowane tylko z wybranymi obszarami nerwów, a nie z innymi, które znajdują się w sąsiedztwie. Czujniki wykrywają informacje o dotyku, które w czasie rzeczywistym są przesyłane do pacjenta, sprawiając, że możliwa jest naturalna kontrola dłoni.

„Prototyp protezy bionicznej z powodzeniem zbadano w czerwcu 2016 r. podczas próby klinicznej w Rzymie” mówi koordynator projektu dr Silvestro Micera z Sant'Anna School of Advanced Studies we Włoszech. „Drugiemu pacjentowi wszczepiono implant w lipcu 2017 r.”

Członkowie konsorcjum NEBIAS od tamtej pory założyli start-up, by poczynić kroki w stronę wprowadzenia technologii do obrotu rynkowego. Planowane są dalsze badania, by uzyskać kolejne wyniki. „Następne działania polegają głównie na wypracowaniu trwałych biokompatybilnych elektrod oraz miniaturyzacji elektroniki sensorycznej w celu pozyskania w pełni wszczepialnego i przenośnego systemu protetycznego” mówi Micera. „Działania te zostaną podjęte z myślą o ostatecznym udostępnieniu tego badania klinicznego większej liczbie pacjentów”.

W tym celu, przygotowywany projekt SENSARS, wspierany z funduszy unijnych, będzie bazował na przełomowych wynikach projektu NEBIAS. „Podstawowym celem projektu jest komercjalizacja wyników uzyskanych w bieżącym projekcie oraz weryfikacja czy innowacje, wypracowane podczas projektu NEBIAS można zastosować w użytecznym narzędziu, przewidzianym przy amputacjach kończyn dolnych” mówi Micera.

Ukierunkowane badania

W projekcie NEBIAS wzięli udział naukowcy z nauk materiałowych, informatycznych, neuronauk, mikrotechnologii biomedycznej oraz inżynierii elektronicznej. Wszystkim przyświecał wspólny cel - aby wypracować protezę dłoni, zapewniającą naturalne czucie i ruch. Sukces projektu w osiągnięciu celu jest wynikiem skutecznej współpracy oraz innowacyjnych badań przeprowadzonych w ramach poprzednich projektów, finansowanych ze środków unijnych.

W tej liczbie znalazł się projekt CYBERHAND, w ramach którego starano się udowodnić możliwość stworzenia bezpośredniego interfejsu z układem nerwowym, aby umożliwić naturalne sterowanie ręką mechaniczną. Starania, by podłączyć robotyczne artefakty do systemu nerwowego podjęto zwłaszcza w ramach projektów FP6 oraz FP7, takich jak NEUROBOTICS i TIME, przy czym udało się przetestować prototyp elektrody bez czucia oraz zbadać, jak można wszczepić elektrody w nerwy pacjenta.

„Dzięki tym projektom, poczyniono istotne postępy w kierunku wypracowania sprawnych protez dłoni oraz elektrod, zdatnych do wykorzystania na potrzeby interfejsu z obwodowym układem nerwowym” tłumaczy Micera. „Podstawowym mankamentem na chwilę obecną jest brak czucia. Główny cel projektu dotychczas polegał na przywróceniu funkcji czuciowo-ruchowych u osób po amputacjach, by umożliwić im odczuwanie sztucznych kończyn jako części własnego ciała”.

Osiągając to, przełomowa technologia NEBIAS będzie nadal tworzona, zmniejszana i ulepszana. Jeśli wszystko pójdzie po naszej myśli, za kilka lat od teraz, końcowy etap związany będzie z próbą kliniczną w celu ustalenia, czy proteza ma w sobie potencjał medyczny i komercyjny.