Mamy egzoszkielety, teraz kolej na egzomięśnie?

Tkankę mięśniową można wypracować na siłowni. Nie każdy jednak ma na to czas i możliwości, dlatego szwajcarscy inżynierowie stworzyli coś zupełnie nowego. Mowa o egzomięśniu, który posłuży jako dodatkowa warstwa mięśni, zwiększająca siłę i wytrzymałość, zwłaszcza u osób o ograniczonej sprawności ruchowej.
Egzomięsień /Fot. ETH Zurich
Egzomięsień /Fot. ETH Zurich

Miopatia Bethlema to rzadka choroba genetyczna dziedziczona w sposób autosomalny dominujący lub recesywny. Przyczyną są mutacje w trzech genach: COL6A1, COL6A2 oraz COL6A3, związane z zaburzeniami metabolizmu kolagenu typu IV. Choroba objawia się w okresie wczesnego dzieciństwa osłabieniem mięśni. Osoby nią dotknięte nie potrafią samodzielnie chodzić, a ponadto z czasem rozwija się u nich niewydolność oddechowa.

Egzomięsień stworzony przez naukowców z ETH Zurich /Fot. ETH Zurich

Marie Georgarakis, była doktorantka w Laboratorium Systemów Sensoryczno-Motorycznych ETH, zna ten problem:

Chociaż szpitale dysponują wieloma dobrymi urządzeniami terapeutycznymi, są one często bardzo drogie i nieporęczne. Niewiele jest też pomocy technicznych, które pacjenci mogliby wykorzystywać bezpośrednio w życiu codziennym i z których mogliby czerpać pomoc przy wykonywaniu ćwiczeń w domu. Chcemy wypełnić tę lukę.

Mięśnie “na żądanie”

Myoshirt to miękki, nadający się do noszenia egzomięsień dla górnych części ciała, coś w rodzaju kamizelki z mankietami na ramiona, do której dołączone jest małe pudełko z elektroniką. Specjalny algorytm wykrywa ruchy użytkownika i oblicza wymaganą siłę. Silnik skraca przewody w tkaninę biegnące równolegle do mięśni użytkownika, coś w rodzaju sztucznych ścięgien, stymulując tym samym pożądany ruch. Warto wspomnieć, że asysta jest zawsze zgodna z ruchami użytkownika i może być dostosowana do jego indywidualnych preferencji.

Egzomięśnie zostały już przetestowane na 12 uczestnikach: 10 osobach w pełni sprawnych, jednej osobie z dystrofią mięśniową i jedną osobą z uszkodzeniem rdzenia kręgowego. Z założonym egzomięśniem wszyscy byli w stanie podnosić ramiona lub przedmioty przez znacznie dłuższy czas. U osób bez niepełnosprawności wytrzymałość wzrosła o ok. 30%, a u chorego na dystrofię mięśniową nawet o ok. 60%! Z kolei uczestnik testu z uszkodzonym rdzeniem kręgowym mógł wykonywać ćwiczenia nawet trzy razy dłużej.

Czy egzomięśnie rozwiążą problem niepełnosprawności ruchowej na świecie? Są na to szanse, ale wciąż potrzeba dodatkowych testów i usprawnień, by egzomięsień Myoshirt trafił na rynek. Aby urządzenie mogło być wygodnie noszone pod ubraniem, należy jeszcze zmniejszyć jego rozmiar i masę, bo obecnie całość waży 4 kg. Naukowcy współpracują również z firmą MyoSwiss AG, producentem i sprzedawcą egzoszkieletu, który docelowo mógłby zostać wyposażony w Myoshirt. Szczegóły opisano w Machine Intelligence.