كشفت دراسة جديدة نُشرت في دورية Science، أن  ركبةً بيونية مبتكرة طوّرها باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) تتيح لمبتوري الأطراف المشي بسرعة أكبر، وصعود الدرج بسهولة، وتفادي العقبات بمهارة عالية.

ما يميز هذه الركبة أنها تندمج بشكل مباشر مع أنسجة العظام والعضلات، مما يمنحها استقرارا أفضل وتحكما حركيا دقيقا، وقد أفاد اثنان من المرضى الذين زُوّدوا بهذه الركبة بأنهم شعروا وكأن الطرف الصناعي جزء طبيعي من أجسادهم.

يقول هيو هير، الباحث الرئيسي في الدراسة والمدير المشارك في مركز K. Lisa Yang للأطراف البيونية في MIT: "الأطراف الاصطناعية المندمجة بالنسيج—المرتبطة بالعظام والمتحكمة بها مباشرة عبر الجهاز العصبي—لا تُعد أجهزة منفصلة، بل هي أنظمة متكاملة مع وظائف الجسم البشري، ما يمنح شعورا أعمق بالانتماء الجسدي للطرف".

تكنولوجيا داخل العظم بدلا من الجِراب التقليدي

في الأطراف الاصطناعية التقليدية، يُدخل الجزء المتبقي من الساق في جراب، ولكن الركبة البيونية الجديدة تخترق الساق المتبقية وتندمج فعليًا مع العظم والعضلة.

يشرح توني شو، الباحث الرئيسي وطالب الدراسات العليا في MIT: "نقوم بتحميل الهيكل العظمي مباشرة، وهو الجزء الطبيعي المصمم لتحمل الحمل، بدلاً من الاعتماد على الجِرابات غير المريحة والتي تسبب التهابات جلدية متكررة".

تحكم عصبي دقيق واستجابة روبوتية فورية

يحتوي الزرع على أسلاك وأقطاب كهربائية تجمع بيانات من العضلات المتبقية في الطرف، تُرسل هذه البيانات إلى وحدة تحكم روبوتية متقدمة تحسب عزم الدوران المطلوب لتحريك الطرف الاصطناعي حسب نية المستخدم.

يضيف شو: "كل الأجزاء تعمل معا لتحسين التواصل بين الجهاز العصبي والجهاز الاصطناعي، مما يؤدي إلى توافق حركي غير مسبوق".

 نتائج سريرية واعدة في تجربة جديدة 

حصل شخصان على الطرف البيوني الجديد الذي يُعرف باسم OMP (الطرف الميكاني-عصبي المتكامل مع العظم)، وقاما باستخدام ركبة بيونية تجريبية طوّرها MIT، تمت مقارنة أدائهما مع 15 شخصا آخر يستخدمون أطرافا اصطناعية تقليدية.

وكانت النتائج مذهلة:

مشي أكثر سلاسة

ثني الركبة بزوايا دقيقة

تسلق الدرج بسرعة

تجاوز العقبات براحة وكفاءة

شعور ذاتي أقوى بأن الطرف الاصطناعي جزء من الجسم الحقيقي

يقول هير: "لا يهم مدى تقدم أنظمة الذكاء الاصطناعي في الأطراف الروبوتية، سيظل الطرف يبدو كأداة خارجية، لكن عند الدمج النسيجي الحقيقي، سيشعر المستخدم بأن الطرف الاصطناعي هو بالفعل جزء من كيانه".

الموافقة الرسمية والتجارب الموسعة

لكي يحصل النظام OMP على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA)، ستكون هناك حاجة إلى تجارب سريرية أوسع، وقد تستغرق هذه العملية حوالي خمس سنوات بحسب هير.