NieuwsRobothand
Primeur: robothand vervangt geamputeerd exemplaar
Wie een hand verloor na amputatie, mag nu hopen op vervanging. Artsen hebben bij vier mensen succesvol een robothand verbonden met de zenuwen in hun arm. De resultaten uit het laboratorium zijn spectaculair.
Het klinkt als sciencefiction, maar blijkt nu echt mogelijk: een geamputeerde hand vervangen door een robotvariant. In het vakblad Science Translational Medicine beschrijven Amerikaanse artsen deze week hoe vier mensen, die soms zelfs al jaren eerder hun hand verloren, succesvol een vervangende prothese gebruikten nadat deze werd aangesloten op het zenuwstelsel.
‘Het is alsof je weer een hand hebt’, reageert Joe Hamilton, één van de vier, die zijn hand in 2013 verloor bij een vuurwerkongeluk. ‘Je kunt met de prothese zo’n beetje alles dat je ook kunt met een gewone hand. Je voelt je weer normaal.’
De deelnemers gebruikten de hand nu nog alleen in het laboratorium. Daar bleken de resultaten spectaculair. Zonder dat ze eerst uitgebreid hoefden te oefenen, konden ze hun nieuwe vingers en duim individueel bewegen, wisten ze blokjes en balletjes op te pakken, en speelden ze zelfs een variant van het spelletje ‘steen, papier, schaar’. De onderzoekers doopten het spel ‘steen, papier, nijptang’, waarbij je respectievelijk een vuist balt, een vlakke hand toont of een rondje maakt met duim en wijsvinger. Het enige dat nog niet kan, is met de kunsthand iets voelen.
Truc met beenspieren
Het succes van de robothand schuilt in het feit dat de onderzoekers nauwkeurig de in de arm resterende zenuwen konden uitlezen. Zenuwen verbinden onze hersenen met de spieren in onze ledematen. Wie die signalen onderweg kan aftappen, kan deze vervolgens gebruiken om een prothese aan te sturen.
Lastig daarbij is dat zenuwsignalen van zichzelf vrij zwak zijn. Direct aftappen met een kabel veroorzaakt bovendien schade aan de zenuw. De artsen pasten daarom een truc toe. Ze haalden spiertjes uit de benen van de deelnemers en wikkelden die tijdens een operatie om de zenuwuiteinden in de arm. Die spiertjes doen dienst als signaalversterkers en zorgen dat de zenuwen niet direct vastklinken aan de kabels van de prothese. Een zelflerend computerprogramma vertaalt tot slot de spiersignalen naar bewegingen van hand, vinger en duim.
‘Grootste stap in jaren’
‘Dit is de meest geavanceerde controle van een prothese die de wereld ooit heeft gezien’, jubelt plastisch chirurg en biomedisch ingenieur Paul Cederna, één van de auteurs van het vakartikel, in een persverklaring. ‘Het is de grootste stap vooruit die we sinds jaren hebben kunnen zetten voor mensen met amputaties.’
Inderdaad prachtig onderzoek, beaamt de Utrechtse hoogleraar cognitieve neurowetenschap Nick Ramsey. ‘Dit is voor het eerst dat deze techniek zo overtuigend wordt toegepast bij patiënten’, zegt hij. Het achterliggende idee zorgt onder experts al langer voor enthousiasme. ‘Dit idee deed in de vakliteratuur al jaren de ronde’, zegt hij.
Of individuele patiënten dit soort technieken binnenkort kunnen gebruiken, is nog wel afwachten. ‘Op dit moment loopt bijvoorbeeld nog een draad uit het lichaam van de patiënt naar de prothese’, zegt Ramsey. Zo’n kabel is ‘een snelweg voor bacteriën’, zegt Ramsey. Mede daarom mochten de patiënten hun kunsthand nog niet mee naar huis nemen.
Draadloos exemplaar
De onderzoekers werken nu aan exemplaren die – na een operatie – draadloos de signalen kunnen verwerken. ‘Zodra dat lukt zal deze techniek zeker op de markt komen, alleen is het nog maar de vraag wie het kan betalen. De eerste exemplaren zullen tienduizenden, misschien zelfs honderdduizenden euro’s kosten’, aldus Ramsey. ‘Vergelijk het maar met een Formule 1-auto. Die kan geweldig goed op hoge snelheid een bocht nemen, maar is te duur voor privégebruik.’
Of de techniek op termijn betaalbaar wordt, is vooral een economische kwestie, benadrukt Ramsey, geen wetenschappelijke. ‘Dit onderzoek zet een geweldige, hoopvolle eerste stap. Hiermee kun je een lichaam dat eerst onherstelbaar beschadigd leek, plotsklaps toch repareren.’
Tijdlijn van doorbraken
Dit zijn de belangrijkste mijlpalen bij het aansturen van protheses met het brein of met ons eigen zenuwstelsel.
1969 Neurologen zien voor het eerst hoe één enkele hersencel vuurt in het brein van een aap.
1994 Onderzoekers kunnen de handbeweging van een aap volgen in zijn brein
2006 Voor het eerst kan iemand met een dwarslaesie een met het brein bestuurde kunsthand openen en sluiten.
2012 De verlamde vrouw Cathy Hutchinson geeft zichzelf een drankje met een robotarm die zij bestuurt met haar brein
2016 Nathan Copeland, eveneens verlamd, bestuurt met zijn brein een kunsthand waarmee hij (een beetje) kan voelen
Hoe de wetenschap verlamden weer laat bewegen
Een volledig verlamde 28-jarige Amerikaan heeft weer een beetje gevoel – in zijn robothand. Raak de machinevingers aan, en voor de patiënt voelt het of zijn eigen vingers worden betast.
Artsen en wetenschappers zijn er opnieuw in geslaagd om patiënten met een dwarslaesie te laten lopen, dit keer zelfstandig en bovendien met blijvend succes. Twee mannen die na een ongeluk verlamd waren geraakt, kunnen dankzij een gerichte elektrische stimulatie van zenuwbanen stappen zetten.
Een nieuwe generatie spraakcomputers moet taal rechtstreeks uit het brein gaan halen. Zo kunnen zelfs patiënten die geen spier meer kunnen bewegen, straks mogelijk weer een normaal gesprek voeren.
Gedachten omzetten in elektrische pulsjes kon al, net als pulsjes omzetten in spierbeweging. Nu de technieken zijn gecombineerd, kan Ian Burckhardt weer een glas inschenken.
