Az MIT kutatói egy új típusú amputációs műtéten dolgoznak, annak reményében, hogy az így kezelt betegek jobban tudják majd irányítani művégtagjaikat. Az újfajta beavatkozásnak köszönhetően a páciensek képesek pontosan érzékelni, hogy hol lenne saját elvesztett végtagjuk az izmok állása alapján, ami elvileg a művégtagok esetében is pontosabb mozgatást tehet lehetővé, ráadásul a fájdalmakat is csökkenti.

A jelenleg alkalmazott amputációs eljárások során az érintett ízületet (így a térdet vagy a könyököt) irányító izmokat átvágják, amivel megszűnik a kapcsolat a hajlító és feszítő izompárok között. Az MIT kutatói szerint azonban ennek a kapcsolatnak a helyreállításával a jelenleginél sokkal jobb érzéki visszacsatolás valósítható meg az amputált betegeknél, ami kulcsfontosságú lehet a művégtagok mozgatása során.

A végtagokat mozgató izmok többsége párokat alkot, amelyek felváltva húzódnak össze és nyúlnak meg. Ennek egyik kiváló példája a bicepsz és a tricepsz: amikor a könyök behajlik, a bicepsz összehúzódik, ami a tricepsz megnyúlását váltja ki, amely információ aztán szintén befut az agyba, és segít meghatározni, hogy éppen hol és milyen pozícióban van a végtag.

A hagyományos amputációk során viszont ez a kapcsolat megszakad: hiába húzódik össze az egyik izom, a másik nem fog megnyúlni, így az agy kaotikus jeleket kap a végtag helyzetéről. Arról a végtagról, amely persze már a helyén, viszont ha a helyére kerül egy protézis, a helyzet annak az irányítását is megnehezíti. A vizsgálatok szerint ugyanis azok a betegek boldogulnak a legjobban a művégtag irányításával, akiknél a fantomvégtag pozíciója precízen meghatározott az agyban. Ennek hiányában a legfejlettebb protézisek esetén is arra vannak kényszerítve a páciensek, hogy szinte folyamatosan kövessék a szemükkel is, hol van a végtag, ilyen módon nyújtva információt az agynak.

Az MIT kutatói pár évvel ezelőtt kezdtek el dolgozni egy olyan megoldáson, amely megőrzi a kapcsolatot a hajlító és feszítő izompárok között. Ehhez az amputáció során összekötik egymással az izompárok végeit, így azok dinamikusan képesek kommunikálni egymással a végtagcsonkban. Egy 2017-ben patkányokon végzett kísérletsorozat igazolta, hogy az eljárással helyreállítható az izompárok funkcionális működése, vagyis ha az egyik izom összehúzódik, a pár másik fele megfeszül, és erről az agynak is üzen.

A preklinikai vizsgálatok óra 25 emberi betegen tesztelték az AMI névre keresztelt eljárást (agonist-antagonist myoneural interface). A kutatók legfrissebb eredményeikben 15 olyan páciens izommozgási adatairól számolnak be, akiken térd alatti AMI-amputációt végeztek. A műtét során az orvosok az alsó és a felső ugróízületet mozgató izmok végeit kapcsolták össze. Az AMI-betegek eredményeit 7 hagyományos térd alatti amputáción átesett betegével hasonlították össze.

Mindegyik páciens esetében művégtag nélkül zajlott az értékelés: a résztvevőket fekvő helyzetben, párnával alátámasztott lábakkal arra kérték, hogy hajlítsák be a bokájukat – a meglévő lábon és az amputált lábon is – a teljes mozgástartomány 25, 50, 75, majd 100 százalékos mértékében. A lábakon elektródák mérték az egyes izmok aktivitását, ahogy mindegyik mozgást többször is megismételték az alanyok.

A vizsgálatok alapján az AMI-betegek esetében a lábon mért izomaktivitás nagyon hasonló volt az ép és az amputált végtagon is. Ezek az alanyok ráadásul sokkal pontosabban izomirányítást produkáltak, mint a hagyományos amputáción átesettek. Utóbbiak gyakorlatilag nem voltak képesek eltérő mértékű mozgásra, amikor azt kérték tőlük, hogy csak kicsit, vagy teljesen hajlítsák be a bokájukat: az amputált lábon minden esetben ugyanazt az izommozgást végezték, differenciálás nélkül.

A szakértők szerint az AMI-amputáltak sokkal precízebb és intuitívabb izommozgása hátterében az áll, hogy az agy világosabb, az ép végtaghoz képest szinte egyenértékű jeleket kap a fantomvégtag aktuális pozíciójáról. A fokozott érzéki visszacsatolást agyi képalkotással is megerősítették a kutatók, akik jelenleg azon dolgoznak, hogyan lehet ezt a fokozott kontrollt a művégtagok mozgatása során a lehető legjobban hasznosítani.

Az AMI-műtétnek egy másik – nem várt – pozitív hozadéka is volt: az így műtött betegek sokkal kevesebb fájdalomról és nagyobb mozgásszabadságról számoltak be az amputált végtag kapcsán. A kutatók a már hagyományos aputáción átesettek AMI-rehabilitációján is dolgoznak, az ilyen műtétek során máshonnan származó izomgraftok beültetésével igyekeznek helyreállítani a hajlító és feszítő izompárok funkcionális kapcsolatát.