Woensdag 21/10/2020

Technologie

Primeur: geamputeerde hand succesvol vervangen door robothand

Joe Hamilton opent een ritssluiting met zijn prothese. Hij verloor zijn hand bij een vuurwerkongeluk. Beeld Evan Dougherty/Michigan Engineer

Wie een hand verloor na amputatie, mag nu hopen op vervanging. Artsen hebben bij vier mensen succesvol een robothand verbonden met de zenuwen in hun arm. De resultaten uit het laboratorium zijn spectaculair.

Het klinkt als sciencefiction, maar blijkt nu echt mogelijk: een geamputeerde hand vervangen door een robotvariant. In het vakblad Science Translational Medicine beschrijven Amerikaanse artsen deze week hoe vier mensen, die soms zelfs al jaren eerder hun hand verloren, succesvol een vervangende prothese gebruikten nadat deze werd aangesloten op het zenuwstelsel. 

“Het is alsof je weer een hand hebt”, reageert Joe Hamilton, een van de vier, die zijn hand in 2013 verloor bij een vuurwerkongeluk. “Je kunt met de prothese zo’n beetje alles dat je ook kunt met een gewone hand. Je voelt je weer normaal.”

De deelnemers gebruikten de hand nu nog alleen in het laboratorium. Daar bleken de resultaten spectaculair. Zonder dat ze eerst uitgebreid hoefden te oefenen, konden ze hun nieuwe vingers en duim individueel bewegen, wisten ze blokjes en balletjes op te pakken, en speelden ze zelfs een variant van het spelletje ‘steen, papier, schaar’. De onderzoekers doopten het spel ‘steen, papier, nijptang’, waarbij je respectievelijk een vuist balt, een vlakke hand toont of een rondje maakt met duim en wijsvinger. Het enige dat nog niet kan, is met de kunsthand iets voelen. 

Zenuwen uitlezen

Het succes van de robothand schuilt in het feit dat de onderzoekers nauwkeurig de in de arm resterende zenuwen konden uitlezen. Zenuwen verbinden onze hersenen met de spieren in onze ledematen. Wie die signalen onderweg kan aftappen, kan ze vervolgens gebruiken om een prothese aan te sturen.

Lastig daarbij is dat zenuwsignalen van zichzelf vrij zwak zijn. Direct aftappen met een kabel veroorzaakt bovendien schade aan de zenuw. De artsen pasten daarom een truc toe. Ze haalden spiertjes uit de benen van de deelnemers en wikkelden die tijdens een operatie om de zenuwuiteinden in de arm. Die spiertjes doen dienst als signaalversterkers en zorgen dat de zenuwen niet direct vastklinken aan de kabels van de prothese. Een zelflerend computerprogramma vertaalt tot slot de spiersignalen naar bewegingen van hand, vinger en duim.

“Dit is de meest geavanceerde controle van een prothese die de wereld ooit heeft gezien”, jubelt plastisch chirurg en biomedisch ingenieur Paul Cederna, een van de auteurs van het vakartikel, in een persverklaring. “Het is de grootste stap vooruit die we in jaren hebben kunnen zetten voor mensen met amputaties.”

Inderdaad prachtig onderzoek, beaamt de Utrechtse hoogleraar cognitieve neurowetenschap Nick Ramsey. “Dit is voor het eerst dat deze techniek zo overtuigend wordt toegepast bij patiënten”, zegt hij. Het achterliggende idee zorgt onder experts al langer voor enthousiasme. “Dit idee deed in de vakliteratuur al jaren de ronde.”

Tijdlijn van doorbraken

Dit zijn de belangrijkste mijlpalen bij het aansturen van protheses met het brein of met ons eigen zenuwstelsel.

1969 Neurologen zien voor het eerst hoe één enkele hersencel vuurt in het brein van een aap.

1994 Onderzoekers kunnen de handbeweging van een aap volgen in zijn brein.

2006 Voor het eerst kan iemand met een dwarslaesie een met het brein bestuurde kunsthand openen en sluiten.

2012 De verlamde vrouw Cathy Hutchinson geeft zichzelf een drankje met een robotarm die zij bestuurt met haar brein.

2016 Nathan Copeland, eveneens verlamd, bestuurt met zijn brein een kunsthand waarmee hij (een beetje) kan voelen.

Of individuele patiënten dit soort technieken binnenkort kunnen gebruiken, is nog wel afwachten. “Op dit moment loopt bijvoorbeeld nog een draad uit het lichaam van de patiënt naar de prothese”, zegt Ramsey. Zo’n kabel is “een snelweg voor bacteriën”. Mede daarom mochten de patiënten hun kunsthand nog niet mee naar huis nemen.

Honderdduizenden euro’s

De onderzoekers werken nu aan exemplaren die – na een operatie – draadloos de signalen kunnen verwerken. “Zodra dat lukt zal deze techniek zeker op de markt komen, alleen is het nog maar de vraag wie het kan betalen. De eerste exemplaren zullen tienduizenden, misschien zelfs honderdduizenden euro’s kosten”, aldus Ramsey. “Vergelijk het maar met een formule 1-auto. Die kan geweldig goed op hoge snelheid een bocht nemen, maar is te duur voor privégebruik.”

Of de techniek op termijn betaalbaar wordt, is vooral een economische kwestie, benadrukt Ramsey, geen wetenschappelijke. “Dit onderzoek zet een geweldige, hoopvolle eerste stap. Hiermee kun je een lichaam dat eerst onherstelbaar beschadigd leek, plotsklaps toch repareren.”

Meer over

Nu belangrijker dan ooit: steun kwaliteitsjournalistiek.

Neem een abonnement op De Morgen


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234