Proteza sterowana myślami – czy działa? – Wywiad z Anną Klechą, jedną z testerek bionicznej kończyny
Anna Klecha to młoda kobieta, która z powodu wady rozwojowej pozbawiona jest lewej kończyny dolnej. Pomimo amputacji, jest aktywna zawodowo, społecznie oraz chętnie angażuje się w liczne przedsięwzięcia. Jednym z nich jest projekt poświęcony opracowaniu sterowanej myślami bionicznej kończyny, do którego została zaproszona jako jedna z pierwszych 20 osób na świecie ( i pierwsza z Europy). Jakie są wady i zalety tej nowatorskiej technologii oraz czy faktycznie pozwala ona na całkowitą eliminację przeszkód, z którymi borykają się amputanci w życiu codziennym? Zapraszamy do lektury wywiadu z naszą #AMPbasadorką!
Amputację wykonuje się najczęściej z trzech powodów – w wyniku powikłań chorób przewlekłych, nieszczęśliwego wypadku bądź uwarunkowań genetycznych. Aniu, w Twoim przypadku była to wada rozwojowa. Czy mogłabyś pokrótce opowiedzieć jak doszło do amputacji – ile miałaś lat, jak wówczas wyglądało Twoje życie?
Anna Klecha: Urodziłam się z wadą rozwojową lewej nogi – znacznie krótszym udem i zdeformowaną stopą. Podejmowane w dzieciństwie próby wydłużania i rekonstrukcji przyniosły więcej szkód, niż pożytku. Kiedy skończyłam 9 lat, to, co zostało z mojej nogi można było już tylko zaprotezować prymitywną, usztywnioną ortoprotezą zakończoną sztuczną stopą.
Ze sztywną nogą chodziłam przez ponad 20 lat. W międzyczasie, już jako dorosła kobieta, zaczęłam szukać nadziei na leczenie u specjalistów w kraju i za granicą. Miałam 21 lat, kiedy po raz pierwszy zasugerowano mi amputację niefunkcjonalnej stopy, co jednocześnie umożliwiłoby korzystanie z nowoczesnej protezy ze stawem kolanowym. Na początku nie spodobał mi się ten pomysł – nie mogłam uwierzyć, że to jedyna szansa na lepsze życie, jaką może mi zaproponować współczesna medycyna. Do decyzji o amputacji dojrzewałam ponad 10 lat. W tym czasie sprawdzałam inne potencjalne rozwiązania i dużo zaglądałam w głąb siebie.
Wreszcie, w wieku 32 lat zdecydowałam się zmienić swoje ciało i swoje życie. Pomimo wielu obaw i strachu, 12 lutego 2019r. w Bostonie przeszłam 12-godzinną operację, podczas której dwóch chirurgów dokonało skomplikowanego zespolenia kości w moim udzie, a także amputacji stopy. Tym samym zostałam 15. z pierwszych 20 pacjentów operowanych w ramach projektu poświęconego opracowaniu bionicznej protezy.
Szansą na samodzielność po amputacji są protezy kończyn. Obecnie powstają nowoczesne rozwiązania protetyczne, które swoją sprawnością dorównują naszym własnym kończynom. Jednym z nich jest właśnie proteza bioniczna opracowana przez bostońskich chirurgów, przy współpracy z bioinżynierami Massachusetts Institute of Technology. Aniu, jako jedna z niewielu osób na świecie byłaś testerką właśnie tej konkretnej protezy bionicznej. Jak doszło do tego, że wzięłaś udział w tym projekcie, który przecież był realizowany w oddalonym o ponad 6000km Bostonie?
Anna Klecha: Wszystko zaczęło się w 2017r. Koleżanka przesłała mi link do prezentacji prof. Hugh Herr’a, bioinżyniera po obustronnej amputacji nóg, który kieruje Grupą Biomechatronics przy MIT Media Lab. To właśnie jego zespół, jako jeden z kilku na świecie, buduje bioniczne protezy, sterowane myślą użytkownika. Uznałam, że ktoś taki z pewnością zna najlepszych specjalistów od amputacji, z którymi chciałam się skonsultować. “Co mi szkodzi, napiszę!” – pomyślałam przekonana, że profesor musi być przecież potwornie zajęty i pewnie nie odpisuje przypadkowym nieznajomym zza oceanu. Mimo to wysłałam maila. Nie dowierzałam, kiedy następnego dnia dostałam odpowiedź – profesor polecał mi Dra Matthew Carty – chirurga przeprowadzającego amputacje w jednym z bostońskich szpitali. Po licznych badaniach i konsultacjach zostałam zakwalifikowana do tzw. Amputacji Ewing’a (nazwa pochodzi od nazwiska pierwszego pacjenta, u którego ją wykonano). To nowatorski, eksperymentalny zabieg, opracowany przez Dra Carty’ego i prof. Herr’a. Od standardowej amputacji różni się tym, że mięśnie odpowiedzialne za poruszanie amputowaną częścią kończyny zachowują swoją funkcjonalność dzięki stworzeniu specjalnych konstruktów mięśniowych. Pacjent po takiej amputacji jest w stanie aktywnie używać swoich konstruktów, dzięki czemu steruje bioniczną protezą podobnie, jak swoją amputowaną kończyną, tj. myślą i świadomym skurczem odpowiednich mięśni.
Protezy bioniczne z roku na rok stają się coraz bardziej doskonalsze, a swoją sprawnością nierzadko dorównują naszym własnym kończynom. To prawdziwa innowacja łącząca budowę i zasady funkcjonowania ludzkiego organizmu z nowoczesną technologią. Aniu, czy mogłabyś wyjaśnić jak działają protezy bioniczne na przykładzie tej, którą miałaś okazję testować?
Anna Klecha: Protezy bioniczne różnią się od nie bionicznych tym, że mają naśladować funkcjonalność fizjologicznej (anatomicznej) kończyny, którą zastępują, przede wszystkim w kwestii komunikacji z systemem nerwowym użytkownika. Najprościej rzecz ujmując: kiedy myślę o tym, że chcę poruszyć swoją stopą, mój mózg wysyła impuls do mięśni, które nią poruszają, a syntetyczna stopa odczytuje te intencje, wykonując odpowiedni ruch. Ten rodzaj komunikacji między protezą, a mięśniami użytkownika jest możliwy dzięki elektrodom, umieszczonym na (lub w) kikucie (zachowanej części amputowanej kończyny). Elektrody zbierają informacje o skurczach poszczególnych mięśni, a następnie przekazują je do bionicznej protezy. Taki poziom kontroli daje osobom po amputacji nadzieję na sprawność nowej generacji. Obecnie nawet technologicznie zaawansowane protezy kończyn dolnych nie posiadają takich właściwości, a poruszane są wtedy, kiedy użytkownik wykonuje ruch całą zachowaną częścią kończyny. Wyizolowanie ruchu poszczególnych grup mięśniowych, takich jak staw skokowy czy kolanowy, a następnie odzwierciedlenie go w zachowaniu konkretnych segmentów protezy, nie było dotąd możliwe.
Wiemy już, że proteza bioniczna sterowana jest myślami oraz świadomym skurczem odpowiednich mięśni, podobnie jak zdrowa noga. Czy więc można zaryzykować stwierdzenie, że proteza bioniczna zachowuje się tak samo jak prawdziwa kończyna?
Anna Klecha: I tak i nie. Niestety trudno mi rzetelnie odpowiedzieć na to pytanie, ponieważ z powodu pandemii koronawirusa nie miałam okazji w pełni przetestować bionicznej protezy ani chodzić na niej. Przeszłam jedynie początkowy etap testowania, który ma miejsce ok. 6 miesięcy po amputacji. Na tym etapie sprawdzamy, czy konstrukty mięśniowe pracują poprawnie i czy faktycznie poruszają syntetyczną stopą. Jak się okazało, bioniczną stopą byłam w stanie wykonać ruch góra-dół oraz rotację na zewnątrz i do wewnątrz, czyli tak, jak być powinno. Co ciekawe, moja amputowana stopa miała bardzo niewielki zakres ruchu w górę i w dół oraz właściwie brak rotacji. Okazało się zatem, że syntetyczna stopa, którą testowałam, posiada większy zakres ruchu, niż moja anatomiczna stopa miała kiedykolwiek przed amputacją. Oczywiście mój przypadek jest specyficzny ze względu na to, że moja kończyna nigdy nie była sprawna, więc mam nieco inny punkt odniesienia. Myślę, że na tym etapie bioniczna proteza stopy nie jest jeszcze 100%-owym odwzorowaniem stopy osoby sprawnej, ale zdecydowanie jesteśmy już bardzo blisko. To, czego bionicznym protezom wciąż brakuje, to umiejętność odczuwania dotyku, temperatury czy struktury podłoża. Zdaniem prof. Herr’a właśnie to odróżnia nas od bohaterów filmów science-fiction – nasze syntetyczne kończyny nie czują, więc nie jesteśmy jeszcze cyborgami. Ale dobra wiadomość jest taka, że nad tym też pracują już naukowcy m.in. z MIT. I wiem, że mają już pierwsze efekty!
Niezwiększające uczucia zmęczenia szybsze chodzenie, efektywniejsze wstawanie i siadanie na krześle, naturalny chód i znaczne zmniejszenie częstości występowania bólu pleców. – to tylko niektóre z wymienianych ogólnie zalet protez bionicznych. Czy faktycznie jest tak, jak piszą? Dorzuciłabyś coś jeszcze do tej listy?
Anna Klecha: Tak, jak wspomniałam, nie miałam jeszcze okazji chodzić na bionicznej protezie, więc będę w stanie lepiej odpowiedzieć na to pytanie po kolejnych testach w MIT (w bliżej nieokreślonej przyszłości, kiedy uporamy się z pandemią). Niewątpliwą zaletą bionicznej kończyny jest poziom kontroli, o którym wspominałam. Ja osobiście bardzo liczę na bioniczne kolano, które również jest w przygotowaniu przez naukowców z MIT Media Lab. Spośród 20 pacjentów w projekcie u trzech, w tym u mnie, wykonano amputację na poziomie uda, która – jak wiemy – stanowi znacznie większe wyzwanie w kwestii nauki chodu i powrotu do sprawności niż amputacja poniżej kolana. Nawet najbardziej zaawansowane, elektroniczne przeguby kolanowe nie są w stanie w 100% odwzorować tego, w jaki sposób osoba sprawna porusza swoim stawem kolanowym. Bioniczne kolano, natomiast, dałoby amputowanym na poziomie uda niespotykany dotąd poziom kontroli, bezpieczeństwa i komfortu chodzenia.
Kontrola, jaką dają bioniczne protezy, jest też kluczowa ze względów psychologicznych. Możliwość poruszania protezą tak, jak swoją własną kończyną powoduje, że proteza jeszcze lepiej integruje się z ciałem użytkownika, w naturalny sposób stając się przedłużeniem jego fizyczności, a także częścią jego świadomości. Tak przynajmniej swoje odczucia opisuje Pacjent nr 1 – Jim Ewing, który z bioniczną stopą nie tylko chodził, ale nawet się wspinał! To właśnie w taki sposób człowiek stanie się cyborgiem, a przynajmniej taką wizję niedalekiej przyszłości ma prof. Hugh Herr.
Wiemy już jakie są zalety protez bionicznych, a jak jest z wadami w przypadku cybernetycznych kończyn? Porównując wizualnie, wydają się one być cięższe od tych standardowych. Czy to prawda?
Anna Klecha: Niestety tak. Jak wszystkie prototypy, bioniczna stopa to pokaźnych rozmiarów konstrukcja. U niektórych pacjentów niskiego wzrostu, amputowanych poniżej kolana, nie da się zmieścić tak rozbudowanego mechanizmu. Ze stawem kolanowym musi być podobnie. Wiemy jednak wszyscy, jak bardzo na przestrzeni ostatnich lat zmienił się np. rozmiar komputerów i telefonów komórkowych. Bardzo liczę na to, że za jakieś 10 lat bioniczne protezy będą szczuplejsze i lżejsze od tych, które obecnie testujemy w laboratoriach. Rosnąć niestety przestałam już dawno, więc pozostaje mieć nadzieję, że technologia pójdzie ze mną na kompromis 🙂
A na koniec coś z innej beczki. Śledząc Twoje działania w mediach społecznościowych można wywnioskować, że jesteś osobą bardzo pogodną, pełną życiowego optymizmu. Skąd czerpiesz siłę?
Anna Klecha: Hmm, trudne pytanie. Oczywiście mam kochającą rodzinę i niezastąpionych przyjaciół, którzy bardzo mnie wspierają. Ogólnie natomiast mam poczucie, że otrzymałam w życiu wiele dobrego, na wiele różnych sposobów, od wielu różnych ludzi, czasem zupełnie obcych. To stwierdzenie jest szczególnie prawdziwe w kontekście ostatnich 2 lat mojego życia, kiedy podjęłam decyzję o amputacji. Zmierzam do tego, że kiedy dostaniemy tyle dobra od innych, w naturalnym odruchu chcemy je podać dalej, puścić je w obieg – i to jest jedna z rzeczy, które mnie napędzają. Poza tym miałam w życiu kilka kryzysowych momentów, kiedy myślałam, że już się nie podniosę, a jednak wychodziłam z tego i szłam dalej. To też daje siłę – świadomość, że skoro podniosłam się tyle razy, dam radę kolejny raz. A do tego wszystkiego myślę, że napędzają mnie marzenia – wszystko, co chciałabym jeszcze zrobić: rzeczy, których chciałabym się nauczyć, miejsca, które chciałabym odwiedzić i ludzie, których chciałabym spotkać. Tyle do zrobienia, a tak mało czasu 🙂
Dziękujemy za rozmowę!
