Bionická žena, bionický muž

Milovi je 26 let. Před necelými deseti lety měl nehodu na motocyklu, která jej připravila o možnost plnohodnotně ovládat svoji pravou ruku. I přes veškerou snahu lékařů a nespočet transplantací svalové tkáně se nepodařilo funkce končetiny opravit. A tak si Milo, původem ze Srbska, nechal ruku nedávno amputovat a nahradit bionickou protézou, elektromechanickou končetinou ovládanou pomocí mozkových impulzů.

Rok před ním učinil totéž Patrick, 24letý Rakušan, jemuž poranil ruku elektrický proud. Oba pacienti se tak stávají jedněmi z prvních lidí, kteří se rozhodli vzdát se vlastní, byť nefunkční končetiny ve prospěch mechanického zařízení. Jejich radikální krok nejspíš předznamenává příchod doby vyspělých bionických protéz.

Soužití se strojem

Před oběma operacemi zasedlo sympozium lékařů a teologů. Převládala technická diskuse o tom, jak nefunkční končetinu nahradit, ozývaly se ale i protesty proti etickým rozměrům tohoto zákroku – propojení člověka se strojem. Vídeňský profesor Oskar Aszmann, který operace prováděl, však pochybnosti nemá a ve smysl „bionických rekonstrukcí“ pevně věří. Zákrok je navíc dobrovolný, lékaři k němu pacienta nijak nenutí.

Bionické náhrady končetin lze v současné době rozdělit na několik druhů. Prvním typem jsou čistě mechanické protézy, které mají minimální, nebo dokonce žádné funkce. Ovládají se silou pomocí zbytků původní končetiny nebo slouží jen jako prostá optická náhrada. Funkci prstů často nahrazuje hák či mechanické kleště. Takovéto protézy bývají označované jako biomechatronické.

Druhou, důležitější skupinu představují elektromechanické protézy, robotické paže, jejichž pohyb je řízen pomocí impulzů ze zbytků svalů na amputované končetině. Speciální elektrody snímají elektrické signály přicházející z mozku, které potom řídicí jednotka přiřazuje různým pohybům – ohýbá a natahuje loket, otáčí zápěstí vpravo či vlevo, rozevírá nebo svírá ruku. Řízení robotické paže musí experti vyladit speciálně pro každého jednotlivce. Pacient se pak učí svoji novou končetinu ovládat.

Není to ještě ideální cesta. Lékaři tu vlastně vytvářejí spojení mezi zbytky svalů v rameni a rukou. Pacient tedy jako by ovládal například prsty svým ramenem, což je poněkud neobratné. V posledních letech se ale rýsuje i trochu jiný způsob, jak tyto zákroky provádět. Vychází z konceptu tzv. cílené reinervace: nervová vlákna z amputované končetiny se zavedou do zbytků svalů v místě amputace a propojí se přímo se senzory snímajícími signály z mozku. Spojení mezi mozkem a rukou je přímé, pacient řídí prsty podobně jako zdravý člověk. Výsledkem je mnohem přirozenější ovládání.

Příkladem takové nejmodernější bionické náhrady jsou právě umělé paže, které dostali Milo a Patrick. Pocházejí z dílny německé společnosti Otto Bock, která se vývojem v této oblasti zabývá již několik desetiletí. Výzkum probíhá i za oceánem: podobnou robotickou paži jako oba zmínění Evropané získala už v roce 2006 Američanka Claudia Mitchellová, které se v tisku neřekne jinak než „bionic woman“ (bionická žena). Claudii museli amputovat levou ruku v rameni po nehodě na motorce. Ve spolupráci s Centrem pro bionickou medicínu v Chicagu se pak stala první ženou, u níž lékaři provedli reinervaci a doplnili chybějící paži robotickou náhradou. Jak se jim to podařilo, zachycuje video na adrese: http://ric.cachefly.net/Prosthesis%20Demo%20and%20ADL%20highlights.wmv.

Co se musí zlepšit

Robotické končetiny jsou zatím velmi drahé, a pacienti je tedy získávají jen zřídka. Přesné statistiky neexistují, platí nicméně, že jde stále ještě spíše o vzácné experimentální operace, jež často nelze uskutečnit bez účasti sponzorů. V minulosti se jim podrobovali zpravidla lidé, kteří o svoji původní končetinu již dříve přišli. Případ Mila a Patricka je zajímavý a nový tím, že si svoji vlastní ruku nechali vědomě odejmout a nahradit ji mechanickou.

Vývoj však ještě musí urazit velký kus cesty. K pokroku by mělo dojít nejen v práci s přerušenými lidskými nervy a ve vývoji dokonalejších senzorů snímajících mozkové impulzy, ale i v konstrukci a ovládání samotné robotické náhrady. Většina dnešních protéz své ovládání „krokuje“. Pokud si vypůjčíme názvosloví od chytrých telefonů, umělá ruka nedokáže provádět tolik skloňovaný multitasking – tedy více procesů najednou. Bionické paže jsou napájeny lithium-iontovými bateriemi (buď v podobě akumulátoru, který lze dobíjet, nebo jde o klasické vyjímatelné baterie). Žádné praktičtější řešení se zatím nerýsuje.

Doposud se technici a lékaři soustředili spíše na náhradu rukou, jejichž nefunkčnost působí pacientovi více problémů než selhání dolních končetin. Časem však nejspíš přijdou na řadu i nohy. Do budoucna by se protézy měly také naučit zpětnému posílání impulzů do mozku – tedy citu a hmatu. K jejich dokonalosti by tak chyběl už jen malý krůček.