Noch bevor er seine rechte Hand , um einen Arbeitsunfall vor 4 Jahren verlor , hatte Igor Spetic Familie zu öffnen sein Medizin-Flaschen . Watte geben ihm eine Gänsehaut .
Jetzt , während eines Experiments mit verbundenen Augen , fühlt er sich den Arm Haare steigen, wenn ein Forscher Bürsten die Rückseite seines Handprothese mit einem Wattebausch .
Spetic natürlich nicht den Ball zu fühlen. Aber Muster elektrischen Signale werden von einem Computer in den Nerven in seinem Arm und seinem Gehirn, die ihm sagt, verschiedene gesendet. " Ich wusste sofort, es war Baumwolle, " sagte er.
Das ist eine von mehreren Arten der Empfindung Spetic , von Madison , Ohio, mit dem Prothesensystems spüren von Case Western Reserve University und der Louis Stokes Cleveland Veterans Affairs Medical Center entwickelt.
Spetic war aufgeregt , nur um "Gefühl" wieder , und schnell hat einen unerwarteten Vorteil . Der Phantomschmerz litt er hatte , die er als ein Vize Zerkleinern seiner geschlossenen Faust beschrieben , fast vollständig abgeklungen . Eine zweite Patient, der weniger Phantomschmerz nach einem Unfall zu verlieren seine rechte Hand und viel von seinem Unterarm hatte , sagte sein , auch, ist fast verschwunden .
Trotz Phantomschmerzen , die beide Männer , dass sie zum ersten Mal an das System das erste Mal, dass sie in die Hände , da ihre Unfälle fühlte verbunden waren und erhielt die elektrische Stimulation war . In den folgenden Monaten , begannen sie das Gefühl Empfindungen, die vertraut waren und konnten ihre Handprothesen mit mehr Kontrolle - auch - Geschicklichkeit .
" Der Tastsinn ist eine der Möglichkeiten, die wir um uns herum mit Objekten zu interagieren ", so Dustin Tyler, ein Junior-Professor für Biomedizinische Technik an der Case Western Reserve und Direktor der Forschung. "Unser Ziel ist nicht nur, um die Funktion wiederherzustellen , sondern um eine erneute Verbindung mit der Welt zu bauen . Dies ist langlebig , chronische Wiederherstellung der Empfindung über mehrere Punkte auf der Hand . "
"Die Arbeit reaktiviert Bereiche des Gehirns , die den Tastsinn zu produzieren , sagte Tyler , der auch stellvertretender Direktor des Advanced Platform Technology Center an der Cleveland VA . " Wenn die Hand verlor , wurden die Eingänge , die auf diesen Gebieten schaltet verloren . "
Wie das System funktioniert und die Ergebnisse werden online in der Zeitschrift Science Translational Medicine veröffentlicht.
" Der Tastsinn wirklich besser wird ", sagte Keith Vonderhuevel , von Sidney , Ohio, der seine Hand im Jahr 2005 das System im Januar 2013 implantiert verloren und musste "Sie ändern sich die Dinge auf dem Computer , um das Gefühl zu ändern.
"Einmal ", sagte er , " es ist wie Wasser über den Rücken meiner Hand laufen zu spüren. "
Das System, das auf das Labor an dieser Stelle ist , verwendet eine elektrische Stimulation , um das Gefühl von Gefühl. Aber es gibt wichtige Unterschiede von anderen berichtet Bemühungen .
Zuerst werden die Nerven , die den Tastsinn des Gehirns Relais von Kontaktstellen an den Manschetten , die Hauptnervenbündelumgeben, in dem Arm , nicht von den Elektroden durch die Schutznervenmembraneneingesetzt stimuliert.
Chirurgen Michael W Keith , MD und J. Robert Anderson , MD, von der Case Western Reserve School of Medicine und Cleveland VA, implantiert drei Elektroden Bündchen in Spetic Unterarm , die ihm die 19 verschiedene Punkte zu fühlen; und zwei Manschetten in Vonderhuevel Oberarm , so dass er zu 16 verschiedenen Standorten fühlen.
Zweitens , wenn sie die Studie begann , die Sensation Spetic fühlte , wenn ein Sensor war gerührt war ein Prickeln . Um mehr natürlichen Empfindungen zu bieten, hat das Forschungsteam Algorithmen, die Signale von Sensoren , um die Hand des Patienten mit Klebeband in unterschiedlichen Mustern und Intensitäten der elektrische Signale umwandeln entwickelt. Die Sensoren selbst sind nicht ausgereift genug, um Texturen zu erkennen, sie nur Druck zu erfassen .
Die verschiedenen Signalmuster , durch die Manschetten geführt sind, als unterschiedliche Stimuli durch das Gehirn zu lesen. Die Wissenschaftler weiterhin Feinabstimmung , die Muster und Spetic und Vonderhuevel scheinen sich immer besser auf sie .
Drittens ist das System für 2 ½ Jahre in Spetic und 1½ in Vonderhueval gearbeitet . Andere Forschung hat Sensation einmonatigen berichtet und in einigen Fällen , begann die Fähigkeit zu fühlen , um Wochen verblassen .
Eine Augenbinde Vonderhuevel hat Trauben oder Kirschen statt in seinem Handprothese - die Signale , die ihm die beurteilen, wie dicht er drückte - und zog die Stiele.
" Wenn die Empfindung über , es ist nicht zu schwer , " sagte er. " Wenn es ausgeschaltet ist , stellen Sie eine Menge von Traubensaft. "
Verschiedene Signalmuster wie Schleifpapier, einer glatten Oberfläche und einer geriffelten Oberfläche interpretiert aktiviert ein mit verbundenen Augen Spetic an jeden zu erkennen , wie sie auf die Hand aufgetragen wurden . Und wenn Forscher berührt zwei verschiedenen Stellen mit zwei verschiedenen Texturen gleichzeitig , er die Art und den Ort jedes erkennen konnte .
Tyler glaubt, dass jeder schafft eine Karte von Empfindungen aus ihrer Lebensgeschichte , die es ihnen ermöglicht, eine Eingabe an einem bestimmten Gefühl zu korrelieren.
"Ich maße mir nicht an die Reize geben wir genau schlagen die Flecken auf der Landkarte , aber sie vertraut genug , dass das Gehirn identifiziert , was es ist «, sagte er.
Wegen Vonderheuval und Spetic die anhaltenden Fortschritte , ist Tyler hoffnungsvoll das Verfahren auf eine Lebensdauer von Verwendung führen . Er ist optimistisch sein Team kann ein System ein Patient könnte zu Hause innerhalb von fünf Jahren zu verwenden, zu entwickeln.
Neben Hand Prothetik, glaubt Tyler die Technologie verwendet werden, um die Verwendung von Beinprothesen Empfangseingang aus dem Boden und passen sich Kies oder unebene Oberflächen. Darüber hinaus kann die neuronale Schnittstellen und neue Stimulationstechniken geeignet zur Bekämpfung von Beben, die tiefe Hirnstimulation und vieles mehr.