Experimentul cu al șaselea deget: răspunsul organismului uman, surprinzător

În experimentul în care 36 de persoane au fost echipate cu un al șaselea deget robotizat s-a demonstrat abilitatea neobișnuită a creierului uman de a se adapta. Proiectul a fost făcut pentru a reformula viziunea tradițională a protezelor.

The Thumb Thumb a început ca un proiect de absolvent premiat la Royal College of Art din Londra, Anglia, și a fost condus în scopul de a arătat o altă perspectivă diferită de viziunea tradițională a protezelor în cazul persoanele cu o astfel de deficiență. În cadrul experimentului s-a demonstrat abilitatea creierului de a se adapta precum și de a utiliza o parte a corpului complet nouă, totodată oferind și noi perspective cercetătorilor.

„Proiectul a început ca o modalitate de a înțelege mai bine cum a fost să controlez ceva în plus atașat de corpul meu. În calitate de proiectant de brațe protetice, am vrut să înțeleg relația unică dintre o persoană și o proteză. Este o relație diferită de orice alt produs și am vrut să explorez acest lucru”, a explicat într-un e-mail Dani Clode, designerul celui de-al șaselea deget.

Într-adevăr, al șaselea deget  reprezintă o prelungire a corpului uman, spre deosebire de înlocuirea sau restaurarea funcționalității umane „normale”. Este un concept foarte transumanist, dar oamenii de știință nu știu de fapt dacă creierul uman poate susține în mod semnificativ o parte a corpului adăugată sau consecințele pe termen lung ale sarcinii cognitive suplimentare.

„Aceste întrebări sunt complexe și necesită colaborarea unor experți din diferite domenii. În studiul nostru, am folosit al treilea deget inteligent conceput de Dani pentru a explora modul în care creierul uman poate susține o parte suplimentară a corpului și modul în care tehnologia augmentativă ar putea avea impact asupra creierului nostru”, a declarat într-un e-mail Tamar Makin, profesor de neuroștiințe cognitive la University College London și șef al Laboratorului de plasticitate.

Experimentul a arătat beneficiile celui de-al șaselea deget

Experimentul în care a fost folosit cel de-al șaselea deget a arătat răspunsul mai multor întrebări, arătând totodată beneficiile aduse de această prelungire a corpului. Astfel, el ar putea ajuta la sarcini repetitive, dificile și solicitante din punct de vedere fizic. Totodată, acesta ar putea fi de mare ajutor persoanelor care și-au pierdut temporar sau definitiv utilizarea mâinii.

Totodată, acesta ar putea avea implicații în crearea unor noi capacități complet noi, cum ar fi cântatul la un instrument muzical sau chiar apariția unei activități sportive noi.

„La un nivel mai mult de zi cu zi, unii dintre participanții noștri au raportat că folosesc degetul mare pentru a răsfoi paginile unei cărți, ținând o banană în timp ce o decojeau cu restul degetelor sau deschideau o sticlă cu o mână.

Cei mai mulți dintre ei l-au folosit pentru a ridica și transporta obiecte mici, în timp ce mâna lor era ocupată cu alte sarcini. Personal, mi s-a părut degetul mare cu adevărat util pentru scoaterea cheilor dintr-un buzunar, în timp ce navigam simultan pe internet pe telefonul meu ”, a scris UCL neurologul Paulina Kieliba, autor al noului studiu Science Robotics, într-un e-mail.

Un grup de 36 de participanți sănătoși au fost instruiți cu noul dispozitiv și l-au folosit pentru a îndeplini o varietate de sarcini, cum ar fi manipularea simultană a mai multor bile sau amestecarea unei cani de cafea cu o lingură. Au reușit chiar să îndeplinească unele dintre aceste sarcini în timp ce erau legați la ochi sau distrași cu probleme de matematică.

„Se poartă pe mână, lângă degetul mic și se mișcă dinamic ca un deget mare, folosind două motoare controlate de doi senzori de presiune care se află în pantofi, sub degetele de la picioare și comunicând fără fir cu piesa Thumb”, a spus Clode, designer la UCL.

Utilizarea picioarelor pentru a controla acest dispozitiv ar putea părea ciudat, dar Clode l-a comparat cu conducerea unei mașini, folosirea unei mașini de cusut sau cântarea la pian, toate activitățile care fac uz de pedale.

Meteorologii ANM au dat alertă de cod galben în România. Vin furtunile!

Sala secretă din Aeroportul Otopeni. Puțini călători știu de ea, e perfectă înainte de zborul cu avionul

Creierul s-a adaptat foarte rapid la schimbare

Participanții au avut acces la dispozitiv timp de cinci zile, iar creierul lor a fost scanat fMRI atât înainte, cât și după experiment. Au învățat rapid, folosind dispozitivul pentru a ridica pahare de vin, a sorta obiecte și a-și desfășura rutina zilnică. Participanții au fost încurajați să ia Thumb acasă în fiecare zi, permițându-le să poarte dispozitivul între două și șase ore pe zi. De asemenea, a fost creat un grup de control, în care participanții au folosit un al șaselea deget static fără capacitate robotică.

La sfârșitul antrenamentului, „unii dintre participanții noștri au raportat chiar că au început să simtă că degetul mare devenea o parte a corpului lor”, a spus Clode. „Am fost, de asemenea, surprinși să vedem oameni formând legături atât de puternice cu noul deget”. Unii participanți „au avut nevoie de puțin timp pentru a-și lua rămas bun” de la proteză, iar unii chiar au spus că simt că „le lipsește ceva după terminarea antrenamentului”, a adăugat ea.

Pe măsură ce instruirea a progresat, participanții au schimbat modul în care au folosit dispozitivul, ceea ce a dus la noi modele de coordonare a degetelor. Acest lucru a fost înregistrat în mișcările mâinilor lor, precum și în creierul lor.

„Acesta este un mesaj foarte important pentru toți cei interesați de creșterea motoră sigură și de succes. Creșterea poate produce modificări ale modului în care creierul ne reprezintă corpurile. Aceste schimbări trebuie înțelese și explorate în continuare înainte ca această tehnologie să poată fi implementată pe scară largă.”, a afirmat Kieliba.

În cortexul senzoriomotor al creierului, „fiecare deget individual este reprezentat distinct de celelalte, formând ceea ce numim o reprezentare a mâinii”, a explicat Kieliba. După utilizarea dispozitivului, această reprezentare a mâinii s-a micșorat în creierul participanților, în sensul că tiparele de activitate neuronală corespunzătoare degetelor individuale au devenit mai puțin distincte și mai asemănătoare.

Noi dovezi în cazul neuroplasticității

În experimentul în care s-a folosit cel de-al șaselea deget, oamenii de știință au văzut dovezi ale plasticității creierului, atunci când au studiat modul în care dispozitivele protetice sunt reprezentate în creierul utilizatorilor și a persoanelor care au membre amputate. Plasticitatea creierului poate fi înțeleasă ca un „proces bidirecțional”, în care creierul va adapta atât reprezentarea protezei, cât și corpul utilizatorului pentru a îmbunătăți adaptabilitatea.

Privind în perspectivă, echipa ar dori să dezvolte un deget care să fie ușor de utilizat în timpul mersului, care reprezintă o problemă la designul actual și, de asemenea, o proteză care să fie utilizată în siguranță într-un scaner fMRI, care ar permite echipei să studieze creierul în timp ce dispozitivul este în uz.