Läbimurre: amputeeritud kehaliikmetega inimesed tajuvad proteese osana oma kehast
Vanasõnast, et oma silm on kuningas, pole amputeeritutel oma jäsemeproteesidega kodunemise juures palju abi. Paljud amputeeritud eelistavad jäsemeproteese pikemate perioodide vältel mitte kasutada, kuna nende puuduv jäse lihtsalt ei klapi proteesiga kokku. Teisisõnu — see, kuidas nad oma puuduvat jäset tajuvad, ehk kuidas aju seda esitab, ei lange kokku sellega, mida nad proteesi vaadates näevad.
Selle olukorra aluseks oleval probleemil on kaks tahku. Amputeeritud inimesed tunnevad jätkuvalt puuduvat jäset, ehkki too on ammu kehast lahutatud, ja seda tontlikku nn fantoomjäset tajutakse kaotatud jäsemest oluliselt väiksemana. Pealeselle ei paku praegu saadaolevad proteesid muud tajulist tagasisidet peale selle, mida patsient näeb, mis tähendab, et patsiendi proteesil puudub puutetaju ja selleks, et proteesi korrektselt kasutada, peab patsient seda pidevalt jälgima.
Kaks taju liideti nutikalt kokku
Nüüd on koostöörühm Lausanne’i riikliku polütehnikumi EPFL teadlaste juhtimisel näidanud, et amputeerituid on võimalik veenda selles, et käeprotees kuulub nende keha juurde. Selleks mindi kaugemale pelgast nägemistajust ja keskenduti protsessidele, mille abil, nagu varasemad uuringud on näidanud, tuvastab aju seda, mis on osa kehast ja mis mitte. Täpsemalt kasutati nutikat kombinatsiooni kahest tajust — nägemisest ja puutetundest.
Uurimuse tulemused ilmusid teadusajakirja Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry viimatises numbris.
„Aju kasutab tajusid regulaarselt selle hindamiseks, mis kuulub keha juurde ja mis on sellest lahus. Meie näitasime, kuidas on võimalik lõimida nägemis- ja puutetaju moel, mis petab amputeeritu aju ära nii, et see hakkab tundma seda, mida näeb, ja toetab käeproteesi omaksvõttu täiendava efektiga, nagu kasvaks fantoomjäse jäsemeproteesi sisse,“ selgitas EPFL-i kognitiivse neuroproteesinduse laboratooriumi juures töötav teadlane Giulio Rognini.
„Vajalik aparatuur on kaasaskantav ja selle põhjal on tõenäoliselt võimalik tulevikus välja töötada ravimeetod, mis aitab patsientidel oma jäsemeproteese püsivalt ülejäänud kehakuvandiga kokku sobitada,“ avaldas Rognini lootust.
Kahel amputeeritud käega katsealusel kutsusid teadlased jäsemeköndis vastavat närvi stimuleerides puutetunnet esile fantoomjäseme nimetissõrme otsas. Samal ajal kandis patsient virtuaalreaalsusprille, mis näitasid, kuidas jäsemeproteesi nimetissõrm tekitatud puutetundega sünkroonis helendab. Taoline kombinatsioon virtuaalreaalsusest ja tehislikult tekitatud puutetundest on samm edasi kuulsast kummikäe-illusioonist.
Mõlemad patsiendid kinnitasid, et tunnevad, nagu kuuluks käeprotees nende keha juurde. Pealeselle väitsid patsiendid, kui neil paluti käe asendit iseloomustada, nagu oleks fantoomjäse pikenenud jäsemeproteesi sisse. Enne katse algust olid mõlemad katsealused väitnud, et tajuvad fantoomjäset väikesena ja vahetult köndiga ühendatuna, nagu puuduks fantoomjäsemel küünarvars. Taolist suurusemuutust nimetatakse teaduslikus kõnepruugis „teleskoopimiseks“ (ingl telescoping). Fantoomjäse „pikenes“ tegelikult eksperimendi käigus ja selle tajutud pikkus jäi püsima kuni kümneks minutiks pärast katset.
Juba aastal 2014 jõuti olulise verstapostini
Proteesi kehaomaseks tunnistamine ja fantoomjäseme tajutud pikenemine ei nõua muud kui seda, et patsient jälgiks eksperimendi käigus passiivselt kaht sõrmeotsaga seostatud taju — nähtavat helendust ja sellega sünkroonis tehislikult esile kutsutud puudutust. See on esimene kord, mil mitmiktajulise lõimimise (ingl multisensory integration) põhimõtteid, eriti seda, kuidas aju loob mitmiktajulist kehalist informatsiooni lõimides koherentse ja veenva kehakogemuse, on rakendatud jäsemeproteesi kehaomaseks tunnistamise ja teleskoopimise pärssimise taju esilekutsumiseks.
Seekordne uurimus on jätkuks varasemale tööle, mis avas proteesinduses uusi perspektiive. 2014. aastal jõudsid teadlased EPFL-i juhitud koostööuuringu raames ühe olulise verstapostini, pakkudes amputeeritule käeproteesi abil võimalust reaalajas oma kätt tajuda. Käeproteesi sõrmedesse paigutatud andurite registreeritud informatsioon puudutuse kohta töödeldi vahetult ja edastati jäsemeköndi peamiste närvidega kirurgiliselt ühendatud elektroodide kaudu katsealuse närvisüsteemile. Sellise tehnika võimalikke kasutusvaldkondi alles uuritakse.
Kaks aastat hiljem 2016. aastal näitasid teadlased, et võimendatud proteesitehnika aitas samal amputeeritul tuvastada isegi erinevuseid materjalide tekstuuris.
