Η αρχαιότερη γνωστή προσθετική συσκευή ήταν ένα δάχτυλο ποδιού 3.000 ετών, φτιαγμένο από δέρμα και ξύλο, για την κόρη ενός Αιγύπτιου ιερέα. Στους αιώνες που ακολούθησαν, οι εξελίξεις στη μηχανική και τη νευροεπιστήμη οδήγησαν στην ανάπτυξη προσθετικών μελών που κάποτε θεωρούνταν επιστημονική φαντασία.
Τα τεχνητά μέλη έχουν γίνει πιο ελαφρά, ευέλικτα και ρεαλιστικά. Κάποια συνδέονται με τα νεύρα, τα οστά, τους μύες και τους νευρώνες στον εγκέφαλο για να αποκαταστήσουν την κίνηση με όσο γίνεται πιο φυσικό τρόπο.
Το μεγάλο ζητούμενο σήμερα, είναι η «ενσωμάτωση» του προσθετικού άκρου, δηλαδή η δημιουργία της αντίληψης, στον χρήστη, πως το προσθετικό του άκρο είναι μέρος του σώματός του, κι όχι μια ξένη προς αυτό συσκευή. Οι έρευνες δείχνουν πως όσο περισσότερο «ενσωματώνει» ένας χρήστης το τεχνητό του μέλος, τόσο περισσότερο το αποδέχεται και το χρησιμοποιεί.
Η ενσωμάτωση, ωστόσο, δεν είναι μόνο θέμα τεχνικής αρτιότητας του τεχνητού μέλους. Είναι και θέμα ψυχολογίας του χρήστη. Σήμερα, οι ομάδες που αναπτύσσουν τεχνητά μέλη, λαμβάνουν υπόψη τους ψυχολογικούς παράγοντες που επηρεάζουν την ενσωμάτωση, προσπαθώντας οι τεχνολογίες που αναπτύσσουν να καλύπτουν και τις ψυχολογικές ανάγκες των χρηστών.
Χαμηλά ποσοστά υιοθέτησης, υψηλά ποσοστά απόρριψης των τεχνητών μελών
Η ζήτηση για τεχνητά μέλη είναι υψηλή και αυξανόμενη. Περίπου 1,9 εκατομμύρια άνθρωποι στις Ηνωμένες Πολιτείες ζουν με απώλεια άκρου, κυρίως λόγω διαβήτη, γήρανσης ή συμμετοχής σε στρατιωτικές αποστολές, σύμφωνα με μια έκθεση του 2008, αριθμός που αναμένεται να διπλασιαστεί μέχρι το 2050.
Εκτός από τα οφέλη για την ποιότητα ζωής, τα τεχνητά μέλη μπορούν να βοηθήσουν στον μετριασμό των ψυχικών συνεπειών από την απώλεια άκρου, που περιλαμβάνουν την κοινωνική απομόνωση, την ανεργία, το άγχος και την κατάθλιψη.
Αποκαθιστώντας την κινητικότητα, τα τεχνητά μέλη προσφέρουν στον χρήστη αυτονομία και βελτιώνουν την αυτοεκτίμησή του. Ωστόσο, είναι γεγονός πως πολλά άτομα με ακρωτηριασμό δεν αποκτούν ποτέ τεχνητό μέλος. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα σε χώρες και κοινότητες που δεν έχουν εύκολη πρόσβαση σε προσθετικά άκρα. Όμως, ακόμα και όταν οι συσκευές είναι διαθέσιμες και αποζημιώνονται από το σύστημα υγείας, πολλοί πιθανοί χρήστες δεν επιδιώκουν να τις αποκτήσουν.
Επιπλέον, πολλοί χρήστες που δοκιμάζουν προσθετικά μέλη συχνά τα εγκαταλείπουν, ιδιαίτερα τα τεχνητά άνω άκρα. Μεταξύ 68 ατόμων με ακρωτηριασμό άνω άκρου στην Αυστρία, το 44% εγκατέλειψαν τα προσθετικά τους μέλη, παρά τις πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις. Για εκείνους με εξάρθρωση ώμου, το ποσοστό εγκατάλειψης ξεπερνούσε το 60%. Ακόμη και για τα πιο ακριβά βιονικά άνω άκρα, σύμφωνα με μια μελέτη του 2021, τα ποσοστά απόρριψης εξακολουθούν να κινούνται γύρω στο 20%, δηλαδή 1 στους 5 χρήστες βιονικού άνω άκρου σταματά να το χρησιμοποιεί…
Το χαμηλό ποσοστό ενσωμάτωσης αποτελεί βασικό λόγο απόρριψης του τεχνητού μέλους, σύμφωνα με τις μελέτες. Ακόμη κι αν αποκτούν ένα προηγμένο τεχνολογικά τεχνητό άκρο, οι χρήστες μπορεί να εγκαταλείψουν τη χρήση του αν το αισθάνονται ξένο προς το σώμα τους, ή όταν η λειτουργία του δεν μοιάζει με τη λειτουργία του φυσικού άκρου.
Ανάπτυξη τεχνητών μελών που ενισχύουν την ενσωμάτωση
Με βάση ένα κλασικό ερευνητικό παράδειγμα που ονομάζεται «ψευδαίσθηση του λαστιχένιου χεριού», το οποίο δείχνει την ικανότητα του εγκεφάλου να αισθάνεται αισθήσεις από ένα μέρος του σώματος που δεν του ανήκει, οι ερευνητές εργάζονται εδώ και δεκαετίες για να βελτιώσουν την αίσθηση ενσωμάτωσης στον τομέα των προσθετικών μελών. Η προσπάθεια αυτή έχει εξελιχθεί σε μια διεπιστημονική συνεργασία που περιλαμβάνει νευροχειρουργική, μηχανική, αποκατάσταση, ψυχολογία, και άλλους τομείς.
Από την πλευρά της τεχνολογίας, οι επιστήμονες αναπτύσσουν καινοτομίες για την αποκατάσταση των κινητικών και αισθητηριακών λειτουργιών με όλο και πιο ρεαλιστικούς τρόπους, βασιζόμενοι στην ιδέα ότι ένα τεχνητό μέλος που λειτουργεί όσο το δυνατόν περισσότερο σαν ένα ανθρώπινο θα έχει υψηλότερο ποσοστό ενσωμάτωσης.
Τα μυοηλεκτρικά τεχνητά μέλη, για παράδειγμα, συνδέουν το προσθετικό άκρο με ηλεκτρικά σήματα στους μύες. Αισθητήρες τοποθετημένοι στο τεχνητό μέλος στέλνουν μηνύματα για την πίεση και τη θερμοκρασία στον εγκέφαλο, μέσω ηλεκτρικής διέγερσης των υπολειπόμενων νεύρων στα άκρα. Η αμφίδρομη λειτουργία των τεχνητών μελών στοχεύει να επιστρέψει στον χρήστη τον έλεγχο και τη δυνατότητα κίνησης του τεχνητού μέλους με τη σκέψη, μέσω διεπαφών ανάμεσα στον εγκέφαλο του χρήστη και τον μικροϋπολογιστή του προσθετικού άκρου.
Μελέτες δείχνουν ότι η βελτίωση της αισθητηριακής ανάδρασης και του ελέγχου της λεπτής κίνησης θα μπορούσε να αυξήσει σημαντικά την ενσωμάτωση, ιδιαίτερα στα προσθετικά άνω άκρα.
Το μέλος-φάντασμα και η πλαστικότητα του εγκεφάλου
Ωστόσο, ένα τεχνητό μέλος πρέπει να είναι κάτι περισσότερο από λειτουργικό για να μπορέσει ένα άτομο να το ενσωματώσει πλήρως, εξηγεί ο Gianluca Saetta, PhD, νευροεπιστήμονας με υπόβαθρο στην κλινική ψυχολογία στο ETH Zurich στην Ελβετία.
Για να βελτιώσει την εμπειρία της ενσωμάτωσης, ο Saetta ερευνά την αίσθηση του μέλους-φαντάσματος, που είναι σύνηθες φαινόμενο μετά από ακρωτηριασμό και, σύμφωνα με ορισμένους ειδικούς, μπορεί να επηρεάσει την αποδοχή του προσθετικού άκρου. Όταν ένα άτομο έχει υποστεί ακρωτηριασμό, αναπτύσσει την αίσθηση πως το χαμένο βιολογικό άκρο ακόμη πονά. Σύμφωνα με μια κυρίαρχη θεωρία, η αίσθηση αυτή οφείλεται στην δύσκολη προσαρμογή και αναδιοργάνωση του εγκεφάλου μετά τον ακρωτηριασμό. Σε κάποιες περιπτώσεις μάλιστα, ο πόνος μεταφέρεται σε άλλο σημείο του σώματος. Ο Saetta έχει μελετήσει ασθενείς που ένιωθαν το ακρωτηριασμένο τους χέρι όταν τους άγγιζαν σε ένα συγκεκριμένο σημείο του προσώπου τους.
Η αξιοποίηση της πλαστικότητας του εγκεφάλου, προτείνει ο Saetta, ίσως καταστήσει δυνατή την εκπαίδευση του εγκεφάλου ώστε να αποδεχτεί και να ενσωματώσει το τεχνητό άκρο. Στο πλαίσιο ενός πειράματος που ονομάζεται IntelliMan, αυτός και οι συνάδελφοί του εκπαίδευσαν συμμετέχοντες χωρίς ακρωτηριασμό να χρησιμοποιούν είτε ένα εικονικό χέρι είτε ένα εικονικό τεχνητό μέλος για να μετακινήσουν ένα αντικείμενο σε ένα περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας (VR). Πειραματιζόμενοι με την απτική αίσθηση της συσκευής, υποστηρίζουν πως ενίσχυσαν την ενσωμάτωση. Δεν υπήρχαν σημαντικές διαφορές στη χρήση εικονικού χεριού ή εικονικής πρόθεσης, γεγονός που υποδηλώνει ότι οι συμμετέχοντες ήταν εξίσου ικανοί να αποδεχτούν και να ενσωματώσουν οποιοδήποτε από τα δύο. Τα άτομα που ανέφεραν αυξημένη ενσωμάτωση είχαν επίσης την τάση να δίνουν περισσότερη προσοχή στο αντικείμενο παρά στο χέρι, υποδεικνύοντας ότι ένα καλά ενσωματωμένο τεχνητό άνω άκρο συνεπάγεται μικρότερη ανάγκη οπτικής εστίασης από τον χρήστη.
Η εξάλειψη του πόνου και των φανταστικών αισθήσεων, λένε οι ειδικοί, καθιστά πιο πιθανό κάποιος να αποδεχτεί ένα προσθετικό άκρο ως μέρος του σώματός του.
Ψυχοκοινωνικά χαρακτηριστικά και ενσωμάτωση
Οι ψυχολογικοί και προσωπικοί παράγοντες παίζουν επίσης ρόλο στο πόσο επιτυχώς κάποιος θα ενσωματώσει ένα προσθετικό μέλος, εξηγεί ο Saetta. Σε ορισμένες από τις πιο πρόσφατες έρευνές του, προσπαθεί να βρει συσχετισμούς μεταξύ της ενσωμάτωσης και μιας σειράς παραγόντων όπως η ηλικία, η κοινωνικοοικονομική κατάσταση, το φύλο, οι απόψεις για τα ρομπότ και τα «μεγάλα πέντε» χαρακτηριστικά προσωπικότητας: η ανοιχτότητα, η ευσυνειδησία, η εξωστρέφεια, η συγκαταβατικότητα και η νευρωτικότητα.
Τα ευρήματά του βρίσκονται ακόμη υπό αξιολόγηση για δημοσίευση, αλλά εξηγεί πως η κατανόηση όλων των παραμέτρων που εμπλέκονται στην αποδοχή των προσθετικών άκρων θα μπορούσε να βοηθήσει τους ερευνητές να βελτιώσουν την ενσωμάτωση σε ατομικό επίπεδο. Ένα άτομο με νευρώσεις, για παράδειγμα, μπορεί να είναι λιγότερο ικανό να αποδεχτεί το τεχνητό μέλος ως μέρος του σώματός του. Εδώ παίζει ρόλο η ψυχολογία.
Οι εμβιομηχανικοί, οι νευροεπιστήμονες και η τεχνολογία από μόνα τους δεν μπορούν να αυξήσουν τα ποσοστά αποδοχής. Ένας ψυχολόγος αποκατάστασης μπορεί να βοηθήσει άτομα με αναπηρίες και χρόνιες ασθένειες να επιτύχουν ανεξαρτησία και να επιδιώξουν ευκαιρίες. Οι ψυχολογικοί παράγοντες είναι σημαντικοί για την ενσωμάτωση των τεχνητών μελών και την αντίληψη που έχει ο χρήστης τους για το ίδιο του το σώμα.
Ενσωμάτωση και διανοητικοί πόροι του χρήστη τεχνητού μέλους
Επειδή απαιτεί συνειδητή συγκέντρωση, η χρήση ενός τεχνητού μέλους απασχολεί τους διανοητικούς πόρους του χρήστη περισσότερο από ένα βιολογικό μέλος. Για παράδειγμα, σε ένα πείραμα ζητήθηκε από τους συμμετέχοντες να συλλαβίσουν μια λέξη 5 γραμμάτων ανάποδα, ενώ περπατούσαν. Τα άτομα με τεχνητό μέλος ολοκλήρωσαν τον συλλαβισμό πιο αργά, πιθανόν επειδή το περπάτημα με το προσθετικό άκρο τους απορροφούσε την προσοχή και τους διανοητικούς τους πόρους περισσότερο.
Η βελτίωση της ενσωμάτωσης των προσθετικών ενδέχεται να μειώνει αυτό το φαινόμενο όπως δείχνουν οι δοκιμές με προηγμένα τεχνητά μέλη που χρησιμοποιούν νευροεμφύτευση και βιομιμητικά σήματα για να μεταφέρουν πληροφορίες μεταξύ εγκεφάλου και τεχνητού μέλους. Με τη χρήση αυτών των τεχνητών μελών, οι συμμετέχοντες μπορούν να ανέβουν και να κατέβουν σκάλες ταχύτερα, ενώ αναφέρουν ότι το περπάτημα φαίνεται πιο φυσικό σε σχέση με συσκευές που δεν στέλνουν feedback που μιμείται φυσικά σήματα. Όσο για το πείραμα του ανάποδου συλλαβισμού, όταν επαναλαμβάνεται με προηγμένα τεχνητά μέλη, η ταχύτητα συλλαβισμού βελτιώνεται κατά 20%.
Η βελτίωση της αισθητηριακής ανατροφοδότησης ενδεχομένως κάνει το προσθετικό άκρο να φαίνεται λιγότερο κουραστικό, και άρα η ενσωμάτωση πιθανόν είναι μεγαλύτερη. Ένα τυπικό προσθετικό πόδι έχει το μισό βάρος του φυσικού ποδιού, ωστόσο σχεδόν το 70% των ατόμων με ακρωτηριασμό βρίσκουν το τεχνητό τους μέλος δυσάρεστα βαρύ. Όταν μια ομάδα ερευνητών παρείχαν αισθητηριακή ανατροφοδότηση μέσω ηλεκτρικών σημάτων απευθείας στα νεύρα του ποδιού ενός χρήστη με προσθετικό άκρο πάνω από το γόνατο, οι μετρήσεις έδειξαν μείωση κατά 23% στην αντίληψη του βάρους του ποδιού, αύξηση κατά 36% στην αυτοπεποίθηση κατά το περπάτημα και αύξηση κατά 60% στην αίσθηση της ενσωμάτωσης.
Ο μακρύς δρόμος προς την ενσωμάτωση
Χρειάζεται ακόμη πολλή έρευνα και καινοτομία μέχρι να κατασκευαστούν προσθετικά μέλη που θα προσφέρουν την ίδια φυσική αίσθηση με τα φυσικά μέλη του σώματος, ώστε να ενσωματώνονται πλήρως από τον χρήστη τους. Ορισμένα από τα πιο προηγμένα προσθετικά μέλη της σημερινής εποχής που διεγείρουν νευρώνες στον εγκέφαλο για να μιμηθούν πραγματικές αισθήσεις, για παράδειγμα, περιλαμβάνουν μόνο έναν μικρό αριθμό από τα δισεκατομμύρια κύτταρα του εγκεφάλου. Με άλλα λόγια, έχουμε μόλις αγγίξει την επιφάνεια των αισθήσεων που έχουν οι άνθρωποι στα φυσικά τους μέλη.
Η μακροχρόνια βιωσιμότητα είναι επίσης μια πρόκληση για τους κατασκευαστές προσθετικών άκρων. Ηλεκτρόδια και αισθητήρες φθείρονται και χρειάζονται αντικατάσταση. Αυτό εγείρει ηθικά και ψυχολογικά ερωτήματα. Τι συμβαίνει, για παράδειγμα, αν αρχίσεις να αισθάνεσαι το τεχνητό σου μέλος ως μέρος της προσωπικής σου ταυτότητας και στη συνέχεια αυτό σπάσει; Μπορεί αυτό το συναίσθημα να είναι τραυματικό, όπως ο ακρωτηριασμός;
Αν τα προσθετικά άκρα φτάσουν τελικά σε σημείο να μιμούνται ή να βελτιώνουν πραγματικά την αίσθηση και την απόδοση, θα τεθούν ακόμη περισσότερα ζητήματα προς εξέταση. Για παράδειγμα, θα πρέπει τα τεχνητά μέλη να προσφέρονται μόνο σε άτομα με αναπηρία, ή θα μπορούσε να τα χρησιμοποιήσει και κάποιος αρτιμελής; Θα μπορούσαν στο μέλλον τα τεχνητά άκρα να χρησιμοποιούνται στον αθλητισμό; Με την ταχύτητα που αναπτύσσεται η τεχνολογία των προσθετικών άκρων, μας αναμένουν στο μέλλον πολλά ερωτήματα ηθικής και δεοντολογίας που θα πρέπει να εξεταστούν…
ΠΗΓΗ: Psychology’s role in developing pioneering prosthetics (apa.org)
