Nya handproteser simulerar känsel

Hopp i P1

Utvecklingen av konstgjorda händer är just nu inne i en enormt spännande fas. Nya proteser ger en upplevelse av känsel i fingrarna och maskininlärning stöder personaliserad tolkning av muskelimpulser.
De centrala utmaningarna på området är två. Dels handlar det om att få ut information från hjärnan i handen användaren behöver på något sätt styra hur handen rör sig. Och dels om att få in information från protesen tillbaka in i hjärnan, alltså att kunna använda protesen som om den hade känsel.Ulrika Wijk är arbetsterapeut vid handkirurgiska kliniken i Malmö. Hon jobbar med en studie där personer har fått testa en prototyp av en protes som otroligt nog ger dem känsel i fingertopparna.Sättet som protesen fungerar på är finurligt en i grunden enkel mekanisk lösning. Många personer som t ex blir tvungna att amputera sina händer får en så kallad känselkarta på den arm där handen tidigare har suttit. Nerverna är liksom fortfarande kopplade, så att hjärnan uppfattar vissa punkter på huden på armen som delar av den förlorade handen. Om man rör vid armen på precis rätt ställe känns det som om man rör vid ett finger som inte längre finns. Ulrika Wijk hjälper personerna i studien att hitta den här kartan på sin egen arm. Den nya protesen har en liten luftbubbla i varje fingerspets. Luftbubblan i fingret är kopplad via en slang till en annan luftkudde i basen av protesen som placeras efter varje persons individuella känselkarta. När personen rör något med protesens fingrar så uppstår ett tryck mot luftkudden på armen, vilket hjärnan uppfattar som beröring i fingret. En del människor som har förlorat kroppsdelar upplever också fantomsmärtor, ett slags felsorterade nervsignaler som gör att man kan ha ont i en hand som inte längre finns. En intressant bieffekt av den här nya sortens känselproteser är att ett par av de fem personer som hittills testat dem också fått minskningar av fantomsmärtorna.Men hur ska man då få proteserna att röra sig på ett naturligt och intuitivt sätt? Helst skulle de ju nästan få fungera som tankeläsare som känner av vad användaren vill göra. Christian Antfolk är forskare på Lunds tekniska högskola och en av dem som har tagit fram känselproteserna. Han arbetar också med att ta fram proteser som är bättre på att röra sig. Flera olika sorters proteser har utvecklats under 1900-talet. Från enkla metallproteser som drivs helt av muskelkraft, till sextiotalets första elektriska proteser med en motor som gör att de kan öppnas och stängas. Båda typerna av proteser används fortfarande, i olika sammanhang. Dessutom finns det givetvis händer som är mer i forskningsstadiet.Den nyaste kommersiella protesen som Christian Antfolk visar upp är en ganska smäcker robothand där alla dom olika fingrarna kan röra sig. Den har sex motorer, två som styr tummen och en som styr var och en av de övriga fingrarna. Även om man har de här avancerade händerna med sex motorer i så styrs de fortfarande på ungefär samma sätt som händerna gjorde på femtio och sextiotalet. Även om man har en väldigt avancerad hand så kan man i princip bara öppna och stänga den, säger Christian Antfolk. Utmaningen är hur protesen liksom ska veta vilken rörelse som användaren vill att den ska göra. Det här är ett område där det sker väldigt intensiv forskning just nu. Ett sätt är att använda maskininlärningsmetoder, smarta program som kartlägger mönster i hur musklerna i armen rör sig när en hand formar olika grepp.Man sätter sensorer på båda armarna, ber patienten göra rörelser med den handen hen har och samtidigt tänka sig att hen gör samma rörelse med den hand som saknas. Programmet känner av vilka muskler som är aktiva för vilka grepp, och kan lära sig hur protesen ska röra sig för just den personen.