Mani bioniche: storia, futuro e realtà. Stato attuale degli sviluppi nel mondo. Idee dal futuro

Dal Medioevo fino ai giorni nostri, l'umanità ha cercato di creare protesi che fossero il più possibile simili all'arto perduto, non solo nella forma aspetto, ma anche in termini di funzionalità. Permette di rendere la vita più facile ai pazienti che in passato non avevano alcuna possibilità di realizzarsi nella società e di migliorare il proprio benessere medicina moderna e scienza. Sviluppo rapido progresso tecnico ti permette di creare cose straordinarie che rendono la vita dei pazienti più libera, positiva e ricca.

Scienza del futuro

Attualmente è emersa una nuova disciplina che combina tecnologia e biologia. La bionica è una scienza che si occupa di ricerca sistema nervoso, le sue cellule, così come lo studio dei recettori. L'obiettivo di tale lavoro è creare dispositivi innovativi.

La bionica è una disciplina applicata e oggi il suo sviluppo avviene a un ritmo abbastanza rapido. Dopotutto, l'umanità ha sempre cercato di possedere capacità che non le erano state date dalla natura. Certamente, corpo vivente può fare molto. Tuttavia, ci sono cose che una persona semplicemente non può fare. Questa, ad esempio, è l'incapacità di parlare con persone al di fuori della portata d'orecchio, così come la capacità di volare. Ma l'uomo ha sempre cercato di compensare le sue imperfezioni. Per fare ciò, ha utilizzato una varietà di dispositivi esterni. Furono inventati, ad esempio, il telefono e l’aereo. Ma per quanto riguarda campo medico, qui tutto è più complicato. Allo stesso tempo, ognuno di noi capisce che i medici, nei casi in cui succede qualcosa al corpo del paziente, effettuano la sua "riparazione", utilizzando il massimo ultime realizzazioni in quest 'area.

La bionica è una scienza che è riuscita a mettere insieme questi due concetti, a prima vista, piuttosto semplici. Ci dà anche un piccolo sguardo al futuro. Dopotutto, lì è del tutto possibile che i medici inizieranno a migliorare attivamente i loro pazienti, "cambiando" i loro organi e sistemi "inadatti", "logori". Inoltre, c'è un'alta probabilità che la bionica ci renderà ciò che la natura non ha potuto creare, cioè più forti e più veloci. Questa è precisamente l'essenza di questa scienza.

Dispositivi insoliti

Uno dei settori principali della bionica riguarda la produzione di protesi e impianti moderni. Dispositivi tecnologici simili vengono posizionati dove precedentemente si trovava l'arto perduto.

La protesi bionica prende il nome dalla parola “bionica”. Per creare i suoi prodotti, oltre alla tecnologia e alla biologia, questa disciplina utilizza le conquiste dell'elettronica e della cibernetica, della fisica e della chimica, della navigazione, ecc.

Una protesi o un impianto bionico installato in una persona inizia a interagire con le cellule del sistema nervoso. E, nonostante il fatto che tali dispositivi siano realizzati materiali artificiali, permettono al paziente di controllare i suoi movimenti. Ciò diventa possibile grazie al metodo di reinnervazione muscolare. Il suo principio di base è che i nervi che una volta erano responsabili gamba amputata o braccio, connettersi al tessuto muscolare rimasto sull'arto. Trasmettono segnali a sensori elettronici protesici.
Dopo che l'arto di una persona è stato rimosso, i nervi responsabili dell'attività motoria rimangono nel suo corpo. I medici utilizzano una complessa operazione chirurgica per collegarli alle aree dei muscoli più grandi. Ad esempio, nel caso di un braccio amputato, dal torace.

Come funzionano le protesi bioniche? Quando una persona ha il bisogno di muovere le dita, il suo cervello invia un segnale al muscolo pettorale. È qui che entrano in gioco gli elettrodi. Ricevono questo segnale e trasmettono l'impulso tramite fili al processore situato all'interno dell'arto bionico. Ciò consente alla protesi di eseguire il movimento desiderato.

È interessante notare che l'arto artificiale può persino percepire il calore, la pressione e il tatto. Dopotutto, i medici collegano un nervo sensoriale vivente a un'area della pelle situata sul petto. Metodo simile chiamata reinnervazione sensoriale mirata. I sensori situati sull'arto artificiale inviano un segnale a un'area della pelle. Questo impulso viene poi trasmesso alla corteccia cerebrale e una persona, ad esempio, è in grado di sentire alta temperatura e ritira la mano.

Oggi possiamo dire che gli arti protesici bionici stanno appena entrando nella vita. E c'è ancora un problema con la gestione di alta qualità di tali dispositivi.

Mani bioniche

La creazione di una protesi del genere ha richiesto molto tempo agli scienziati. Naturalmente, il compito davanti ai ricercatori non era facile. Come creare una protesi così intelligente da poter ricreare tutti i movimenti del suo proprietario, anche quelli più delicati? Dopotutto, la natura ha dotato la punta delle dita delle mani umane delle terminazioni nervose più sensibili, che garantiscono la precisione durante l'esecuzione di vari compiti.

Naturalmente, fino ad oggi gli scienziati non sono ancora riusciti a replicarlo possibilità naturali mano umana cento per cento. Esistono però diversi tentativi piuttosto interessanti che hanno permesso di avvicinare il più possibile un arto artificiale a uno naturale.

Cosa sono le protesi bioniche? La storia della creazione di questi dispositivi è ancora piuttosto breve. Questo è il motivo principale per cui il loro utilizzo in questo momento non così diffuso. Le prime protesi bioniche furono sviluppate da scienziati che lavoravano presso il Chicago Institute of Rehabilitation. Sono stati loro a creare un dispositivo che permettesse al paziente di controllare la propria mano e persino di riconoscere tutta una serie di sensazioni. Il primo braccio bionico è stato donato a Claudia Mitchell. Questa donna, che in precedenza aveva prestato servizio nella Marina degli Stati Uniti, è stata coinvolta in un incidente nel 2005. Per salvare la vita della paziente, i chirurghi hanno dovuto eseguire un'operazione per amputarle il braccio sinistro. E fino alla spalla. Il braccio artificiale è stato attaccato ai nervi, che sono rimasti invariati.
Oggi tali protesi bioniche sono prodotte da diversi produttori. Diamo un'occhiata ad alcuni di loro.

protesi i-LIMB

Una società che produce braccia bioniche è Touch Bionics. Inizialmente produceva i suoi prodotti per i veterani di guerra. Una mano così protesica non solo può afferrare, ma anche trattenere oggetti. Allo stesso tempo, le sue dita sono in grado di muoversi individualmente e riprodurre diversi movimenti standard registrati. È interessante notare che una tale protesi bionica può comprimere oggetti con forze diverse.

Qual è la base per il funzionamento di questo dispositivo? Si tratta di un dispositivo microelettrico in grado di leggere il potenziale bioelettrico della parte superstite della mano. Successivamente avviene il trasferimento delle informazioni al dispositivo software. Garantisce l'ulteriore funzionamento dell'arto bionico. Sistema informatico, che è dotato di una mano artificiale, contiene un certo elenco di prese e movimenti standard.

Protesi Bebionic3

Questo braccio bionico è simile a quello sopra descritto. Con il suo aiuto, una persona è in grado di eseguire quattordici diversi movimenti e prese, riproducendo varie azioni.

Questa protesi mioelettrica è attualmente in fase di completamento, ma potrebbe presto diventare un sostituto a tutti gli effetti per un braccio perduto.

Bioarm creato alla Chalmers University of Technology

Gli scienziati di questa istituzione hanno creato una protesi unica. Può funzionare in parte dalla mioelettricità e in parte grazie agli impulsi trasmessi dal sistema nervoso di una persona disabile. Nella mano di una persona vengono impiantati degli elettrodi che leggono i segnali trasmessi dal cervello. Successivamente, questi impulsi entrano in un dispositivo informatico, che li ridistribuirà in impulsi controllati dal motore. Di conseguenza, la mano protesica è in grado di riprodurre i movimenti delle dita sia simultaneamente che individualmente.

Oggi i creatori di questo modello stanno lavorando per migliorarlo. Si sono posti il ​​compito di creare una protesi che fosse controllata esclusivamente da impulsi nervosi trasmessi dal cervello.

Dispositivo di Andrew Schwartz

La produzione di protesi, realizzate secondo gli sviluppi di questo neuroscienziato, ha permesso di cambiare la vita delle persone paralizzate. Il primo paziente sottoposto a intervento chirurgico per installare questo biobraccio era una donna affetta da una grave malattia neurodegenerativa. È stata questa malattia a portare il paziente alla perdita funzioni motorie per tutto il corpo. Nel cervello della donna sono stati impiantati elettrodi speciali, con l'aiuto dei quali è stato controllato il biobraccio.

Nel prototipo di una nuova protesi arto superiore i segnali tattili vengono trasmessi utilizzando sensori integrati nelle punte del palmo, del polso e delle dita artificiali. Questa innovazione consente al paziente di sentire non solo la posizione della protesi stessa. Sente anche gli oggetti schiacciati dalla sua mano biologica.

Certo, oggi possiamo dire che tali sensazioni non possono essere paragonate a quelle naturali che la natura ci dona. Inoltre, il materiale di cui è costituito l'impianto non deve rimanere nel corpo vivente per più di un mese. Tuttavia possiamo affermare con sicurezza che i primi passi verso la realizzazione di una protesi “intelligente” sono già stati fatti.

Gambe bioniche

A prima vista, creare una nuova generazione di arti inferiori artificiali sembra essere un compito più semplice rispetto a quello che gli scienziati hanno dovuto affrontare durante la creazione di una mano “intelligente”.

Tuttavia, ad oggi, i ricercatori non sono riusciti ad avvicinarsi molto alla soluzione del problema. La produzione di protesi in grado di sostituire gli arti inferiori, ovviamente, è in corso da diversi anni. Inoltre, i ricercatori hanno già presentato alcuni dei modelli di maggior successo.

Test delle gambe bioniche

Gli scienziati della Vanderbilt University stanno lavorando duramente per creare motori per il ginocchio e il piede. Il primo paziente a sperimentare le capacità di questo arto artificiale fu un ragazzo di ventitré anni, Crane Hutto. Ha perso una gamba in uno scontro con uno squalo. Analisi delle riprese video dell'andatura giovanotto, è lecito concludere che Crane si muove bene su una varietà di superfici. Zoppica poco e può camminare da solo fino a 14 km. Tale protesi è in grado di rispondere anche ai più piccoli cambiamenti durante il movimento umano.

Un altro sviluppo di successo testato dagli scienziati della Vanderbilt University e dai ricercatori del Centro di riabilitazione del Chicago Institute è una gamba artificiale installata da Zach Wouter. Utilizzando le capacità tecniche di questa protesi, questo paziente è salito autonomamente al 103° piano di un grattacielo.

Il principio di funzionamento di questo modello è che la protesi è controllata da segnali inviati dal cervello. In questo caso il dispositivo viene collegato alle terminazioni nervose presenti nella restante parte dell'arto.

Bioleg Tibion

Oltre agli sviluppi di cui sopra, esistono altri modelli non meno degni di arti inferiori artificiali. Uno di questi è il bioleg Tibion. I ricercatori hanno avvicinato il più possibile il design di questa protesi ai parametri dello scheletro di una gamba naturale. Questo sviluppo è destinato ai pazienti anziani con arti inferiori immobilizzati, ad esempio dopo un ictus.

Requisiti per le bioprotesi

Affinché gli arti artificiali siano sufficientemente efficaci nella loro funzionalità, devono soddisfare i seguenti requisiti:

Avere una base in materiale leggero e resistente (solitamente leghe di titanio), che è particolarmente importante per le protesi degli arti inferiori;

Avere un'elettronica affidabile, che ti consentirà di trasmettere con precisione gli impulsi dai muscoli dell'area rimanente;

Avere un'alimentazione autonoma, che garantirà a lungo il funzionamento del micromotore e del processore;

Avere parti resistenti all'usura che imitano l'articolazione del ginocchio o del gomito;

Sii il più vicino possibile nella sua somiglianza anatomica all'arto amputato.

Installazione di arti artificiali in Russia

Dove nel nostro Paese è possibile installare una protesi bionica? La Russia è un paese in cui tali dispositivi non vengono prodotti. Tuttavia, coloro che sono in difficoltà e diventano disabili riceveranno aiuto presso il Centro di riabilitazione e ortopedico, che si trova a Mosca. Negli ultimi dieci anni gli specialisti di questa istituzione si sono occupati delle protesi degli arti inferiori. La REC produce moderni protesi modulari utilizzando sviluppi high-tech di un'azienda tedesca Otto Bock e la società islandese Ossur. Tra questi arti artificiali rientrano le moderne bioprotesi dotate di un microprocessore.

Sono in grado di fornire l'andatura più naturale. Queste protesi utilizzano i seguenti moduli:

1. Ginocchio Reo. Questo è un modulo per ginocchio di tipo ad autoapprendimento. È così “intelligente” che si adatta costantemente e continuamente al paziente e al suo ambiente. Questo modulo utilizza la tecnologia più avanzata sotto forma di celle di carico che effettuano misurazioni 1000 volte al secondo.

2. Piede proprio. Questo è il primo piede al mondo con intelligenza artificiale. Viene somministrato ai pazienti che hanno subito un intervento chirurgico per rimuovere la parte inferiore della gamba. Il modulo esegue anche la flessione automatica della caviglia. Ciò significa che la sua funzionalità è vicina a quella di un piede sano.

3. Gamba simbionica. Questa è una gamba completamente bionica. Per il suo funzionamento viene utilizzata un'alimentazione combinata, nonché il controllo del piede e dell'articolazione adattiva del ginocchio da un unico microprocessore.

Una protesi bionica della gamba è molto efficace per le persone disabili. Il prezzo presso la ROC, insieme all'installazione, varia da 1 a 3 milioni di rubli.

Naturalmente le protesi bioniche non sono accessibili alla gente comune. Tuttavia, ciò è facilmente spiegabile dalla loro struttura complessa e dalla grande funzionalità. Ad esempio, una protesi bionica della gamba, il cui prezzo, ovviamente, è molto alto, consente non solo di camminare normalmente, salire e scendere le scale, ma anche di praticare sport senza negarsi una vita attiva.

Quali altri organi possono essere sostituiti con l'elettronica?

Le protesi bioniche comprendono anche gli impianti cocleari, che vengono impiantati negli organi uditivi. Si tratta di dispositivi speciali che rappresentano un sistema in cui si trova il microfono, processore del suono, nonché un trasmettitore di segnale audio. L'ultima di queste parti è fissata sulla pelle o sotto i capelli. Il ricevitore, che è parte integrante di questa protesi, viene impiantato nel tessuto sottocutaneo del paziente e gli elettrodi vengono inseriti nella coclea uditiva.

Dal 1950, gli scienziati hanno condotto esperimenti volti a creare un cuore artificiale. La prima operazione per impiantare una tale protesi fu eseguita nel 1982.

L'invenzione più sorprendente è giustamente considerata occhio artificiale. Si tratta di un dispositivo complesso che può sostituire parzialmente l'organo della vista. Inizia a funzionare dopo aver installato l'antenna nell'area del bulbo oculare. L'immagine cade su occhiali speciali, dotati di fotocamera e collegati a un computer che elabora l'immagine.

Nel maggio 2016, Craig Paul, 62 anni, ha scalato la cima del Monte Everest. Tre anni fa Paul soffriva di artrite e non riusciva nemmeno a salire le scale. “Voglio mostrarlo a tutti coloro che dubitano delle proprie capacità o si sentono vecchi. Dove c'è volontà, c'è vittoria. Scalare l’Everest è stato un viaggio epico per me”, ha scritto Paul sul suo blog. Paul è riuscito a diventare uno scalatore grazie a diversi operazioni complesse e due articolazioni artificiali del ginocchio. Secondo gli esperti, il mercato degli impianti e delle protesi per ginocchia e anche raggiungerà i 33 miliardi di dollari entro il 2022. "The Secret" racconta la storia del suo sviluppo.

Protesi bioniche

La bionica combina biologia e tecnologia, studiando il sistema nervoso e le cellule nervose ed esplorando i sensi umani per creare nuovi dispositivi tecnologici. Una delle direzioni principali di questa scienza è la ricerca relativa alla creazione di protesi e impianti. I dispositivi elettronici sostituiscono gli organi e gli arti perduti interagendo con cellule nervose. Sono realizzati con materiali artificiali, ma una persona può controllarli utilizzando il proprio sistema nervoso attraverso il metodo della reinnervazione muscolare mirata. La sua essenza è che i nervi che prima controllavano, ad esempio, un arto amputato, sono collegati ai muscoli rimanenti e inviano segnali ai sensori elettronici della protesi.

Dopo l'amputazione di un arto, i nervi motori rimangono nel corpo umano, i chirurghi li collegano alle aree di un grande muscolo, ad esempio il muscolo pettorale, se stiamo parlando di un braccio amputato. Quando una persona pensa di muovere un dito, il cervello invia un segnale muscolo pettorale. Il segnale viene rilevato da elettrodi che inviano un impulso attraverso i fili al processore all'interno del braccio elettrico nella zona desiderata. La protesi si muove.

Per consentire a una persona di sentire il tocco, il calore e la pressione di un arto elettronico, i chirurghi cuciono il nervo sensoriale rimanente su una zona di pelle sul petto, una tecnica chiamata reinnervazione sensoriale mirata. I sensori della protesi trasmettono un segnale a quest'area della pelle, e da lì va al cervello, e il paziente può tirare indietro la mano se sente, ad esempio, una temperatura elevata. Le aziende stanno ora lavorando attivamente all’introduzione degli arti bionici. Nel 2013 è apparsa la prima gamba bionica, completamente controllata dal cervello.

Ginocchio bionico

Hanno iniziato a pensare alla creazione di un ginocchio bionico negli anni '90. Blatchford iniziò la produzione di un microprocessore per il controllo delle protesi articolazione del ginocchio, è stato rilasciato nel 1993 con il nome di Protesi Intelligente. Nel 1997, l'azienda tedesca Otto Bock ha introdotto il microprocessore del ginocchio artificiale C-leg. Nel 2005, l'azienda islandese Ossur ha realizzato un modulo elettronico per il ginocchio, il Rheo Knee, e un anno dopo, una protesi con motore Power Knee che costava dai 60.000 agli 80.000 dollari.

Secondo le statistiche, 52,5 milioni di americani soffrono di malattie articolari. Il numero di interventi di sostituzione del ginocchio è triplicato negli ultimi anni tra le persone di età compresa tra 45 e 64 anni. Inoltre, un paziente su cinque è insoddisfatto del risultato. I pazienti spesso lamentano dolore e l'incapacità di sentirsi come con un ginocchio naturale. Le aziende produttrici di protesi lavorano costantemente per migliorare la tecnologia e cercano di installare impianti che non siano diversi da un ginocchio naturale. L'azienda canadese ConforMIS offre la stampa di un nuovo ginocchio su una stampante 3D. Il costo di un impianto creato in questo modo sarà di circa $ 4.000. La piattaforma iFit Image-to-Implant dell'azienda consente di stampare ogni volta impianti personalizzati adatti a una persona specifica e di installarli in 70 minuti. L'azienda sta ora lavorando per personalizzare fianchi, spalle e caviglie, tutte parti del corpo che iniziano a far male con l'avanzare dell'età.

Braccia e gambe bioniche

Nel 2012, l'americano Zach Vawter, la cui gamba è stata amputata dopo un incidente, è salito le scale fino al ponte di osservazione di un grattacielo di Chicago utilizzando una protesi bionica. “Quando Zach vuole fare una mossa, il suo cervello si spegne midollo spinale impulso al muscolo illeso. La protesi contiene elettrodi che controllano questi impulsi. Speciale programma per computer decodifica i dati ricevuti e li trasmette alla protesi per l'esecuzione, sia piegando o raddrizzando il ginocchio, piegando la caviglia o sedendosi in posizione seduta", ha spiegato il professore dell'Università di Chicago Levi Hargrove.

Il microcomputer della protesi ha raccolto dati da 11 elettrodi attaccati alla coscia di Wouter. La gamba robotica riceveva impulsi elettrici dalle fibre nervose cucite al tendine del ginocchio dell'americano durante l'amputazione: conservavano la capacità di trasmettere impulsi a parte inferiore arti.

I progetti per creare protesi tecnologicamente avanzate sono spesso supportati dalle forze dell'ordine paesi diversi, a cui è necessario restituire vita normale veterani militari. Nel 2013, i ricercatori del Rehabilitation Institute di Chicago hanno creato la prima gamba controllata direttamente dal cervello. Gli sviluppatori hanno raccolto 8 milioni di dollari dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti e nei prossimi cinque anni la protesi sarà disponibile per essere testata gratuitamente. Non sono solo gli amputati che possono testare le protesi bioniche: nel 2013, l'attore e scrittore Brent Rose ha indossato una gamba protesica per una storia di Gizmodo e l'ha adorato. I creatori vogliono che la loro protesi costi il ​​meno possibile, circa 20.000 dollari. Quest'anno gli scienziati della Johns Hopkins University hanno presentato una mano protesica, le cui dita sono controllate dal cervello; lo sviluppo è stato effettuato con il supporto del Dipartimento degli Stati Uniti dell'agenzia di difesa DARPA.

La società canadese Spring Loaded Technology, creatrice della ginocchiera bionica Levitation, ha firmato un contratto da 1 milione di dollari con il Dipartimento di Difesa Nazionale canadese per la fornitura di ginocchiere idrauliche. Il dispositivo sarà utilizzato dai militari per test in condizioni di combattimento. La società ha successivamente raccolto 1,9 milioni di dollari in un round iniziale dal fondo di rischio Build Ventures. L'azienda realizzerà il prodotto in serie; atleti e appassionati di fitness potranno acquistarlo per proteggere le proprie ginocchia da infortuni e stress inutili. Il primo giorno della campagna di crowdfunding su Indiegogo, Spring Loaded Technology ha raccolto più della metà della somma richiesta di 75.000 dollari, il preordine della ginocchiera è costato 1.200 dollari, in futuro il prezzo salirà a 2.500 dollari.

La ginocchiera canadese può essere definita un esoscheletro, un dispositivo progettato per ripristinare le funzioni perse, aumentare la forza muscolare ed espandere la gamma di movimento. SnapMunk ha scritto quest’anno: “Gli esoscheletri hanno compiuto la transizione dalla fantascienza alla tecnologia tangibile nei settori militare e industriale. Aiuteranno coloro che soffrono di paraplegia, disturbi muscolari, disturbi del movimento nella vita di tutti i giorni."

L'esoscheletro Phoenix più avanzato è stato sviluppato da SuitX. Costerà circa 40.000 dollari, mentre il suo concorrente ReWalk ne costa 77.000 e, con i suoi 27 chili, Phoenix è uno degli esoscheletri più leggeri disponibili. I parametri di funzionamento della protesi possono essere impostati nell'applicazione Android.

L'anno scorso Compagnia russa ExoAtlet, che produce esoscheletri per persone con paralisi degli arti inferiori, ha raccolto 16 milioni di rubli dal Fondo Seed di Mosca e dal Biofund RVC. Per ora, la società sta distribuendo versioni pilota gratuite e prevede che i suoi esoscheletri diventeranno significativamente più economici rispetto alle loro controparti straniere.

Gli esperti prevedono che il mercato dei robot riabilitativi, compresi gli esoscheletri, crescerà fino a raggiungere 1,1 miliardi di dollari entro il 2021.

Esperimenti

Alla Code Conference 2016, l’imprenditore Elon Musk ha dichiarato: “Le persone hanno bisogno di costruire computer collegati alla corteccia cerebrale. Altrimenti saremo così intellettualmente inferiori ai robot che diventeremo i loro animali domestici. Ci tratteranno come oggi si tratta un gatto domestico”.

Oltre a creare protesi e impianti, le aziende biotecnologiche stanno sperimentando la stampa di organi in 3D. Nell'ambito di esperimenti è già stato possibile stampare tessuti cardiaci e vascolari da cellule staminali adulte. Nel 2015, la società russa 3D Bioprinting Solutions ha stampato una ghiandola tiroidea di topo, che è stata impiantata con successo. Gli organi umani 3D vengono ora sempre più utilizzati per la pianificazione preliminare di complessi operazioni chirurgiche. Così, qualche mese fa, i medici cinesi hanno salvato un bambino di nove mesi grazie a un modello di cuore prestampato. L'americana Organovo produce già tessuto epatico utilizzato come campioni per testarne di nuovi medicinali sull’efficacia, la tossicità e gli effetti collaterali.

Gli scettici sostengono che è impossibile stampare organi completi perché hanno una struttura complessa. Molto probabilmente verrà ricreato ghiandola tiroidea, che non dispone di un sistema complesso di condotti per la rimozione dei prodotti dell'attività. Tuttavia, ci sono molte domande relative a come ridurre al minimo i rischi.

A giugno, lo scienziato capo di Techshot, partner di lunga data della NASA nel campo delle biotecnologie, ha affermato che la società era pronta a stampare un cuore con cellule staminali entro il 2024. Alla fine del 2015 Techshot ha sviluppato un metodo di produzione vasi sanguigni dalle cellule staminali del paziente e spera che possa aiutare i biologi nei futuri esperimenti.

Foto di copertina: Peter Endig/EPA

Dal Medioevo ai giorni nostri, l'umanità ha cercato di creare protesi che fossero più simili all'arto perduto, sia esternamente che funzionalmente. Il futuro risiede nelle protesi bioniche, che sono meccanicamente più vicine alla funzionalità del corpo di una persona sana, ma il problema del controllo di alta qualità di tali dispositivi oggi non ha ancora una soluzione pronta.

Negli ultimi 5 anni sono emerse molte aziende che sviluppano protesi bioniche. L’attenzione si concentra principalmente sui dispositivi bionici economici realizzati con parti in plastica, compresi quelli realizzati utilizzando tecnologie di stampa 3D. Esistono già prodotti già pronti, ad esempio di OpenBionics, che sono attualmente in fase di approvazione da parte della FDA. Parte meccanica si stanno sviluppando anche attori del mercato come OttoBock o iLimb, ma questo sviluppo non mira a rendere le protesi più economiche, ma piuttosto alla meccanica dei movimenti (fluidità, naturalezza, precisione). Con questo approccio si sviluppa la parte funzionale della protesi, ma la controllabilità rimane la stessa.

Da Hook alla bionica

La storia delle protesi inizia nei tempi antichi: la più antica è la protesi oculare, che risale al 3° millennio a.C. e. Nel Medioevo iniziarono ad apparire i famosi supporti in legno “pirata” al posto delle gambe perdute o ganci al posto delle mani. Tali protesi svolgevano un numero limitato di funzioni di cui una determinata persona aveva bisogno, in base al suo tipo di attività. Un approccio simile può essere trovato oggi nelle protesi.

Quando si tratta di riabilitazione dopo l'amputazione del braccio, soprattutto soluzione sempliceÈ protesi cosmetiche. A parte lo scopo estetico, tali protesi non svolgono praticamente alcuna funzione e non presentano vantaggi rispetto alle protesi a gancio medievali.

Un’altra soluzione sono le protesi di trazione. Le loro mani possono già essere compresse e aperte a causa, ad esempio, dei movimenti del polso o articolazione del gomito il resto della mano. Questi movimenti sono controllati dalla tensione meccanica dei fili che muovono le “dita” in azione. Una mano del genere “può” solo stringere il pugno e aprirlo. È veloce e ha una buona affidabilità. Le protesi di trazione sono sviluppate da aziende innovative nazionali e puoi anche realizzarle tu stesso Istruzioni(che è praticato anche nei paesi del terzo mondo).

La terza classe è quella delle protesi meccaniche controllate dall'attività muscolare. Tali dispositivi, di regola, sono realizzati in metallo, hanno una grande resistenza, ma hanno solo due gradi di libertà: compressione ed espansione. Utilizzare una protesi meccanica non è molto comodo: per aprire il pugno è necessario tenderlo al di fuori avambracci e per spremere, al contrario, sforzarsi lato interiore avambracci. Questo è il cosiddetto metodo di controllo del trigger: o c'è attività muscolare, quindi il movimento viene attivato, oppure attività muscolare NO. Sfortunatamente, un tale sistema di controllo può portare a falsi allarmi. Le protesi meccaniche hanno l’“aspetto” di cosmetici e la funzionalità di trazione; sono alimentate da una batteria che viene posizionata sulla protesi. La struttura metallica e il motore che aziona la mano rendono il design affidabile: ad esempio, se è necessario tenere in mano un oggetto, la mano meccanica sarà in grado di stringerlo con forza e a lungo, e questo non richiederà praticamente nessuno sforzo da parte la parte di una persona. Il controllo scomodo e la funzionalità limitata sono i principali svantaggi delle protesi meccaniche.

L'ultima, la quarta classe, sono le protesi bioniche, in cui ogni dito è controllato da un motore separato: ciò offre un vantaggio maggiore in termini di manipolazione di oggetti. Il sistema di controllo di una mano bionica è lo stesso di una mano meccanica, basato su compressione ed espansione, motivo per cui queste protesi sono difficili da utilizzare. Per facilitarne l'utilizzo vengono aggiunti alcuni switch esterni: leve sulla protesi o applicazioni sullo smartphone.

Funzionalità costosa e scarsa

"Bionic" implica, oltre al rifornimento funzioni meccaniche perso la mano, la naturalezza del suo utilizzo. Gli sviluppatori si concentrano sull'ottimizzazione della struttura delle protesi: hanno bisogno di soluzioni che siano quanto più durevoli, ergonomiche e funzionali possibile dal punto di vista meccanico. Tuttavia, il compito di fornire la massima funzionalità di gestione non ha una soluzione pronta sul mercato. E le protesi scomode e dal funzionamento limitato costano dai 30.000 ai 70.000 dollari.

Tutti i progetti di ricerca e sviluppo di oggi si concentrano su due aree: riduzione del costo della protesi stessa E miglioramento del sistema di gestione. Se esistono soluzioni più o meno adatte per il primo problema, allora nel campo dello sviluppo dei sistemi di controllo tutto è solo all'inizio.

Idealmente, la persona che utilizza la protesi non dovrebbe notare i sistemi di controllo. Cioè, l'interfaccia tra una persona e una protesi utilizza meccanismi di controllo naturali che una persona ha imparato durante l'infanzia. Pertanto, la domanda urgente è: quale interfaccia di interazione tra una persona e una protesi dovrebbe essere utilizzata e come adattare questa interazione alle caratteristiche individuali di ciascuna?

Interazione umana perfetta

Per ridurre i costi di produzione, vengono utilizzate tecnologie di stampa 3D. Il costo di tali protesi è basso a causa dell'uso di parti in plastica e ci sono molte aziende impegnate nella stampa 3D di protesi in tutto il mondo, inclusa la Russia. Le aziende straniere creano modelli di protesi bioniche e le installano accesso libero, promuovendo lo sviluppo e l'accessibilità delle protesi. Altre società di sviluppo stanno ottimizzando e perfezionando il design e la meccanica dei modelli 3D disponibili gratuitamente.

Ma risolvere il problema del miglioramento dell’interazione umana con una protesi è molto più difficile. L'approccio più “naturale” è quello a tutti gli effetti trapianto di mano. In questo caso, i muscoli e i nervi funzionano esattamente come in un braccio sano, ma la procedura è molto costosa e richiede materiale donato, terapia aggiuntiva e rischi di rigetto. Naturalmente, questo metodo, in una forma o nell'altra, è il futuro, che arriverà solo dopo le rivoluzioni in campi correlati - tra 100 anni.Sebbene la creazione di dispositivi di riabilitazione sia rilevante, sufficientemente ricostituendo le funzioni della mano perduta e permettendoti di controllarti in modo naturale.

Esistono quattro tipi principali di interazione tra una persona e una protesi:

Primo, il più radicale: vari tipi di impianti nel motore e zona sensoriale corteccia cerebrale. Una tale interfaccia presenta gli stessi svantaggi del braccio trapiantato. Gli impianti cerebrali sono particolarmente indicati quando, per qualche motivo, la connessione tra il cervello e la mano viene interrotta. In altri casi, vale la pena valutare ulteriormente i vantaggi/rischi derivanti dall’utilizzo di tale interfaccia.

Secondo metodo di controllo - utilizzando l'elettroencefalografia (EEG). Il metodo EEG si basa sulla registrazione dell'attività bioelettrica del cervello risultante dalla propagazione di un potenziale d'azione attraverso i neuroni. Il metodo è considerato promettente, ma presenta una serie di difficoltà tecniche che impediscono la messa in vendita di un'interfaccia basata su di esso. Innanzitutto, a causa delle peculiarità della registrazione della carta attività cerebrale il sistema necessita di essere nuovamente “addestrato” quando si spostano gli elettrodi. E in secondo luogo, il segnale stesso è molto instabile rispetto a vari tipi di interferenze e interferenze elettriche.

Terzo: impianto di elettrodi a neuroni periferici nel resto della mano. Questo metodo ha lo stesso I problemi che anche i trapianti e gli impianti cerebrali richiedono un lavoro individuale e a lungo termine da parte dei medici.

E ultimo tipo di interfaccia - elettromiografia (EMG). La sua implementazione più semplice, il trigger, viene utilizzata nelle protesi meccaniche, controllando la compressione o il rilascio della mano. Lo stesso identico sistema di controllo è implementato nelle protesi bioniche. Ma, come già accennato, l'EMG viene utilizzato solo per due gradi di libertà: flessione ed estensione delle dita. A loro può essere aggiunto anche un terzo grado di libertà: tensione simultanea di entrambi i muscoli su cui viene misurata l'attività EMG.

L'elettromiografia è un metodo per analizzare l'attività muscolare, basato sulla misurazione della differenza di potenziale in due punti, tra i quali ci sono membrane sotto la pelle fibre muscolari il potenziale d'azione si diffonde (è questo potenziale che rappresenta la propagazione di un'onda di attività muscolare dalla zona in cui arriva il potenziale d'azione del motoneurone, facendo “lavorare” i nostri muscoli). Questo metodo consente di registrare i segnali di attività muscolare con un rumore minimo. La maggior parte i movimenti delle dita e della mano sono strettamente correlati ai muscoli dell'avambraccio. Questo può essere facilmente controllato posizionando una mano sull'avambraccio (appena sotto il gomito) e muovendo le dita dell'altra mano: puoi sentire come si contraggono i vari muscoli dell'avambraccio. L'utilizzo di un sistema di controllo sintonizzato individualmente sui modelli di movimento della mano di una persona specifica ci avvicina alla creazione di un'interfaccia naturale tra una persona e una protesi. Da un lato non è invasivo e ha una grande funzionalità, dall'altro è rapidamente personalizzabile e resistente agli influssi esterni. L'atrofia dei muscoli rimanenti può essere un problema, ma il metodo consente di estrarre il più possibile i restanti schemi naturali di attività muscolare.

Stato attuale degli sviluppi nel mondo

Si stanno sviluppando anche sistemi di controllo delle protesi, ma sono molte meno le aziende focalizzate su questo compito. Fondamentalmente, gli sviluppatori utilizzano amplificatori elettromiografici già pronti e, dopo aver ricevuto un segnale, lo elaborano in modo primitivo. (in un modo o nell'altro tutto si riduce al sistema di "trigger", l'unica domanda è il numero di soglie e il numero di canali di registrazione EMG). In alcuni casi si ricorre all’analisi dei cluster, ma ciò si riscontra soprattutto in articoli scientifici, che affermano anche che tali metodi non sono adatti per l’uso in vita reale a causa della variabilità dell’attività muscolare. I sistemi di trigger utilizzano smartphone o altri dispositivi che cambiano modalità di presa, in modo simile alle protesi esistenti. Tuttavia, in combinazione con il basso costo della stampa 3D e un sistema di controllo simile per le protesi “costose”, queste aziende conquisteranno la loro quota di mercato. Esiste un altro approccio per risolvere il problema della controllabilità: elaborazione più dettagliata del segnale EMG e identificazione di modelli di movimenti specifici per riprodurli successivamente su una protesi dopo l'allenamento utilizzando l'apprendimento automatico. Cioè è necessario allenare il sistema di controllo per ogni singolo movimento per un paziente specifico, che verrà riprodotto quando i muscoli corrispondenti al movimento specifico verranno tesi ripetutamente. Questa formazione il sistema di controllo può avvenire entro 1-2 minuti, mentre la precisione del riconoscimento del movimento dipenderà dalla qualità degli algoritmi di elaborazione EMG e degli algoritmi di apprendimento automatico e sarà almeno del 99% a seconda della varietà dei movimenti riconosciuti. Un tale sistema di controllo può essere integrato in quasi tutte le protesi bioniche, il che la distinguerà sul mercato dalla concorrenza. Non ci sono così tante aziende in tutto il mondo che si sviluppano in questo settore. Nel nostro paese lo fanno anche diverse aziende (la società Mionix, rappresentata dall'autore, è una di queste - Forbes)

Sono in fase di sviluppo anche sistemi di feedback, dal feedback tattile alle vibrazioni pelle artificiale, integrato con il sistema nervoso umano. Questo è uno strato di sviluppo separato, certamente necessario per manipolazioni delicate con oggetti complessi, ad esempio fragili o morbidi. Senza feedback, una protesi, in quanto dispositivo riabilitativo, non potrà sostituire completamente un arto perduto. Un fatto degno di nota è che, di regola, lo sviluppo del feedback non si interseca con lo sviluppo della meccanica migliorata della protesi, tanto meno del sistema di controllo delle protesi bioniche.

Il campo delle protesi bioniche si sta sviluppando in tutto il mondo. L'obiettivo principale di questo sviluppo è creare una protesi già pronta e facile da usare che possa essere acquistata, indossata e utilizzata senza un complesso processo di apprendimento. Sfortunatamente, al momento un prodotto del genere non è stato creato e la sua domanda cresce ogni anno. Crediamo che nel prossimo futuro potremo vedere una protesi a basso costo con un sistema di controllo comodo, semplice e personalizzato e feedback. Tali sistemi di controllo daranno anche impulso allo sviluppo di esoscheletri controllati da piccole forze muscolari.

"Star Wars" è un'epopea indimenticabile di viaggi galattici; la maggior parte delle scene dei primi tre film sono passate immediatamente alla storia del cinema mondiale. Uno di questi è il momento in cui Luke Skywalker viene dotato di un braccio protesico high-tech, perso durante un duello con Darth Vader. Una mano artificiale funziona e sembra vera e probabilmente trasmette sensazioni tattili. È praticamente un perfetto “bionico”, come oggi comunemente vengono chiamate queste cose, una protesi. Tuttavia, gli scienziati terrestri devono ancora lavorare e lavorare prima delle tecnologie utilizzate una volta, in una galassia lontana.

Il nome “bionic” deriva dalla parola “bionics”, cioè un ramo applicato della scienza che studia l'uso nei dispositivi tecnici, nonché nei sistemi, dei principi di organizzazione, funzioni, strutture e proprietà della natura vivente. La bionica è inestricabile e parallela a molte scienze, ad esempio biologia, chimica, cibernetica, fisica, elettronica, comunicazione, navigazione, scienze marittime, ecc.

Una delle aree di ricerca più importanti legate alla bionica sono le protesi e gli impianti bionici. La caratteristica principale di tali protesi è la loro capacità di riprodurre le funzioni degli arti perduti e degli organi mancanti. Di seguito sono riportati esempi di successi relativi in ​​quest'area.

Mani protesiche bioniche

A differenza di gambe artificiali creare mani che svolgano le stesse funzioni di quelle naturali è estremamente compito difficile. È difficile riprodurre non solo i movimenti delicati della mano e delle dita, ma anche la capacità di toccare. Sulla punta delle dita di una persona ci sono gli organi tattili, i più sensibili terminazioni nervose(non per niente nel Medioevo una delle torture era strappare i chiodi). Non sorprende quindi che fino ad oggi il progetto del braccio bionico non abbia avuto successo al cento per cento. Tuttavia ci sono tentativi interessanti.

Tocca Bionica– azienda che sviluppa protesi attive i-LIMB; questo progetto è diventato commerciale nel 2007. I dispositivi protesici dell'azienda sono dispositivi mioelettrici, ovvero “leggono” i potenziali bioelettrici generati dalla contrazione muscolare nella zona sopravvissuta dell'arto. i-Limb è progettato in modo tale da rispondere a ciascuna contrazione di diversi muscoli eseguendo movimenti separati.

Un paziente con questa protesi può afferrare e trattenere qualsiasi oggetto; la serie i-LIMB Ultra consente di muovere le dita individualmente; il funzionamento della protesi si basa su un software controllato, dove vengono registrati numerosi movimenti e prese standard; inoltre, è possibile regolare la forza di compressione, il che in determinate situazioni è semplicemente insostituibile.

Se i-LIMB viene lasciato inattivo per un certo periodo, la protesi ritorna nella sua posizione originale. L'i-LIMB Pro è stato originariamente sviluppato per i veterani di combattimento che avevano perso gli arti in combattimento. È importante notare che questo sviluppo non ha nulla a che fare con il sistema nervoso umano. In altre parole, si può imparare ad usarla, ma è impossibile insegnare alla protesi stessa a compiere azioni non previste dal programma. Bebionic3 - un modello simile a i-LIMB è un progetto di braccio bionico mioelettrico. Le caratteristiche includono 14 diverse posizioni e impugnature, performanti azioni diverse, come usare il mouse di un computer e premere il grilletto di una pistola ad acqua. Nonostante le capacità di i-Limb e Bebionic3 e il design, la protesi non può diventare un sostituto a tutti gli effetti delle mani vere; questo è ancora molto lontano.

Un progetto degli scienziati della Chalmers Technical University promette di essere più vicino al presente. Il personale universitario alla fine dello scorso anno ha riferito di essere riuscito a realizzare una protesi che funziona in parte utilizzando il metodo mioelettrico e in parte sfruttando il sistema nervoso: i segnali bioelettrici provenienti dal cervello vengono intercettati da elettrodi impiantati, che poi inviano i dati ricevuti al un computer integrato. Il sistema li decodifica in comandi di controllo motore. Il proprietario può controllare tutte le dita contemporaneamente o individualmente.

Gli sviluppatori affermano che la loro creazione è superiore alle protesi attive disponibili sul mercato in termini di controllo intuitivo. Naturalmente, acrobazie Ci saranno mani artificiali, il cui controllo dipenderà esclusivamente dai segnali nervosi.

Insieme agli scienziati della Chalmers University, l'americano giornale medico The Lancet ha pubblicato materiale del neuroscienziato Andrew Schwartz. Una donna di 53 anni paralizzata, a causa di una grave malattia neurodegenerativa, non è in grado di muovere il corpo, a partire dal collo. Nel suo cervello sono stati impiantati minuscoli elettrodi, grazie ai quali ora può farlo al massimo controllare una mano artificiale. Ora parliamo di una protesi controllata direttamente dal cervello. Come spiega lo stesso Schwartz, il sistema da lui sviluppato “riproduce le intenzioni motorie del proprietario”.

Lo scienziato ha ricevuto finanziamenti dalla Defense Advanced Research Projects Agency nell'ambito della DARPA. Già oggi è possibile vedere la pubblicazione di un nuovo prototipo di protesi bionica che trasmette segnali tattili al cervello attraverso speciali sensori situati sulla punta delle dita, dei palmi e dei polsi artificiali. Di conseguenza, una persona può letteralmente sentire la posizione della protesi e ciò che sta comprimendo. Sono sensazioni primitive, ma pur sempre il primo passo verso quelle vere. Inoltre la protesi viene impiantata utilizzando un materiale che può essere indossato per non più di un mese.

Gambe bioniche

Nonostante il fatto che una gamba protesica non richieda molte funzionalità come le braccia, è difficile creare un dispositivo bionico che il proprietario difficilmente sentirà. Finora nessuno è riuscito a farlo sembrare naturale. Ma anche qui il lavoro viene svolto in modo piuttosto attivo. Da diversi anni la Vanderbilt University studia lo sviluppo di protesi bioniche per gli arti inferiori. Il loro obiettivo principale è creare un motore per il ginocchio e un motore vicino al piede. Il primo portatore del loro dispositivo è stato lo studente Craig Hutto, 23 anni. Diversi anni fa, ha perso una gamba dopo l'attacco di uno squalo. Secondo i materiali video, cammina abbastanza bene sia su superfici piane che inclinate e dall'esterno si nota solo una leggera zoppia.

Una gamba artificiale è un dispositivo autonomo dotato di un computer abbastanza potente e di un software altrettanto potente. La protesi reagisce in modo indipendente ad ogni minimo cambiamento. È anche noto che Hatto ha percorso una distanza fino a 14 km con questa gamba.

Un'altra creazione della Vanderbilt University, questa volta insieme al Rehabilitation Institute di Chicago, è stata la gamba del disabile Zach Vawter, che è riuscito a scalare il grattacielo Willys di 103 piani a Chicago. Questa protesi converge con le fibre nervose della gamba, quindi, grosso modo, è controllata dalla “forza del pensiero”.

Oltre a quelli elencati, ci sono molti altri sviluppi meritevoli e non solo protesici. Ad esempio la “gamba bionica” Tibion, che è praticamente un esoscheletro per le gambe. È progettato per le persone anziane con arti paralizzati, ad esempio, a seguito di un ictus.

Cuore artificiale

Quando si tocca il tema delle protesi bioniche non si può ignorare il cuore artificiale. Progetti in questa direzione vanno avanti da più di mezzo secolo; i primi esperimenti furono effettuati agli inizi degli anni Cinquanta. E il primo impianto cardiaco riuscito fu effettuato nel 1982: il risultato del lavoro di Robert Jarvikov, il dispositivo Jarvik-7, fu installato in due pazienti. Il primo è stato in grado di vivere dopo l'impianto per 112 giorni, il secondo fino a 620 giorni.

Nel corso di molti tentativi di sostituire completamente un vero cuore, gli sviluppatori sono stati in grado di creare dispositivi destinati a essere una sostituzione temporanea fino a quando non ne verrà ricevuto uno da donatore. Tali “sostituti del cuore” includono Phoenix-7, SynCardia, AbioCor. Ad oggi, la FDA ha approvato solo due dispositivi cardiaci artificiali: il primo nel 2004 - SynCardia temporary Total Artificial (come risultato di 10 anni di test), il secondo nel 2006 - AbioCor Sostituzione Heart.

Purtroppo la prima esperienza con l’impianto di AbioCor nel 2009 si è conclusa tragicamente. Il paziente morì due mesi dopo. Successivamente, lo sviluppatore AbioCor ha smesso di produrre il cuore artificiale. Pertanto, SynCardia è ora leader in questo campo.

Ci sono due problemi con un cuore artificiale. Spesso l'organismo rifiuta di accettare il dispositivo impiantato e comincia a rifiutarlo attivamente; inoltre, nei pazienti che hanno subito un intervento chirurgico per sostituire i meccanismi valvolari di un organo, si verifica quella che gli psicologi chiamano sindrome psicopatologica cardioprotesica. Consiste nel fissare l’attenzione del paziente sul funzionamento della valvola impiantata, poiché il suo funzionamento è accompagnato da fenomeni sonori caratteristici. Se immagini cosa sta succedendo dentro di te corpo estraneo e produce un rumore incomprensibile, allora i sentimenti di questi pazienti diventeranno immediatamente chiari...

Apparecchi acustici

Alcune protesi bioniche includono anche impianti cocleari, che sono dispositivi medici che includono un microfono, un processore del suono e un trasmettitore, installato esternamente, sia sui capelli che sulla pelle del paziente; il dispositivo include anche un ricevitore che viene impiantato sottocute. Attraverso un intervento chirurgico, stringhe di elettrodi vengono inserite nella coclea.

Lo scopo principale di un impianto cocleare è stimolare le fibre nervose uditive situate nella coclea attraverso impulsi elettrici. I dispositivi sono prescritti per le persone con caso grave perdita dell'udito di eziologia neurosensoriale. Impianti di questo tipo non sono know-how. I metodi di stimolazione del nervo uditivo risalgono agli anni '50; il primo tentativo di creare un apparecchio acustico destinato all'uso in ambito clinico risale all'inizio del 1951.

Il primo "orecchio bionico", cioè nel 1978 si tentò di creare un impianto multielettrodo. Il progetto è stato sviluppato presso l’Università di Melbourne. Come risultato dell'esperimento, gli sviluppatori sono riusciti a implementare un prodotto commerciale che, più vicino al 20° secolo, ha parzialmente ripristinato l'udito a centinaia di migliaia di pazienti di tutte le età (tra i pazienti c'erano bambini di 6 mesi) provenienti da tutto il mondo. il mondo. Apparecchio acustico conveniente per l'acquirente medio, insieme all'intero processo di trattamento costava 45-125 mila.

I dispositivi, però, sono molto costosi: 45-125mila per l'intero processo di cura.

Occhi artificiali

Il principio di funzionamento dell'Argus II è il seguente: è installata un'antenna speciale bulbo oculare(o circa) e così via occhiali speciali, dotati di fotocamera e collegati a un computer portatile. Il segnale arriva dalla fotocamera al computer, dove viene ulteriormente elaborato, dopo di che viene trasferito al ricevitore e convertito in un comando per gli elettrodi impiantati per iniziare a stimolare le cellule sopravvissute della retina, così come il nervo ottico.

Il dispositivo contiene 60 elettrodi, che non sono molti, ma i pazienti iniziano a distinguere le forme degli oggetti e a leggere le lettere grandi formati. Per non parlare della capacità di navigare nello spazio, dato che di per sé è molto preziosa. Oggi ci sono molte aziende e istituzioni scientifiche impegnate nello sviluppo di analoghi di questo sistema, solo con un numero maggiore di elettrodi, con l'aiuto dei quali i ciechi potranno riacquistare la vista parziale.

Quindi un altro impianto era Bio-Retina: si tratta di un sensore la cui risoluzione è di 24x24 pixel (576 pixel in totale), posizionato su una retina non funzionante e collegato direttamente al nervo ottico. L'impianto converte tutti i dati di ciascun pixel in impulsi elettrici in modo che il cervello possa isolare le ombre grigio sulle immagini risultanti.

Bio-Retina riceve energia attraverso occhiali speciali che vengono proiettati sul sensore radiazione infrarossa. Il dispositivo funziona ricevendo tre milliwatt di energia generata da un piccolo pannello solare. Questo progetto è nuovo e non esiste ancora una sola persona con Bio-Retina impiantabile, ma i primi pazienti sono attesi quest'anno.

È ormai chiaro che le protesi bioniche sono un campo scientifico fiorente, in rapido sviluppo e in una certa misura commercializzato. Nonostante ciò, tutti i dispositivi bionici possono imitare il lavoro degli organi “viventi”, ma non possono sostituire quelli reali. E difficilmente ciò diventerà possibile nei prossimi decenni, poiché il corpo umano è troppo complesso e troppe cose rimangono irrisolte e incomprensibili.