היד הביונית שמצייתת
למוח

היד היא איבר מורכב ושימושי. חמש אצבעותיה, שנעות בנפרד זו מזו, מאפשרות שליטה בכלים ומגוון של פעולות מורכבות: אחיזה, משיכה, לחיצה, גלילה ועוד. כשיד נכרתת, איכות חייו של האדם נפגעת, כי פעולות יומיומיות רבות – למשל התלבשות, בישול והקלדה – תלויות בידיים מתפקדות ומיומנות. בהיעדרן, כל פעולה פשוטה היא מפרכת ומתסכלת. 

מזה אלפי שנים האדם מפתח ידיים תותבות שמיועדות להחליף יד שנכרתה. תחילה הן היו בסיסיות ונוקשות, דומות יותר לקרס של קפטן הוק מאשר ליד הביונית המדויקת של לוק סקייווקר ממלחמת הכוכבים. נראה היה שעד שנגיע לאותה טכנולוגיה מופלאה יידרשו שנים רבות של מחקר ופיתוח. עם זאת, הטכנולוגיה של יד ביונית מתפתחת כל העת, והידיים התותבות שמתוכננות ומיוצרות בימינו מסוגלות לבצע מנעד הולך וגדל של תנועות ידיים עדינות ומדויקות.

קרוב יותר להוק או ללוק? איור שמציג את המרכיבים הרבים ביד התותבת של גץ פון ברליכינגן בן המאה ה-16 | ויקימדיה, Castellan

תותבת עם עצם ועצבים

מחקר שפורסם לאחרונה עקב במשך שלוש שנים אחרי אישה שוודית בת 50, שידה נכרתה בתאונה מתחת למרפק. החוקרים התקינו לה יד תותבת וחיברו את היד לעצמות, לשרירים ולתאי העצב של הזרוע. כך היד הפכה לחלק בלתי נפרד מגופה של המטופלת.

חיבור גוף זר לעצם, כפי שנעשה בשתלים דנטליים, נקרא אוסיאואינטגרציה. התהליך הזה מתאפשר בזכות התותבת, שמורכבת בדרך כלל מחומרים שהגוף לא נוטה לדחות, למשל טיטניום. אחרי הניתוח, הדם נקרש באזור שבו העצם משתלבת עם השתל, והקרישה מסייעת לריפוי העצם. העצם נבנית מחדש וממשיכה לעטוף את השתל באוסטאובלסטים, שהם תאי עצם שמשפיעים על השינוע של סידן בגוף ועל ההטמעה שלו בעצמות. החיבור החזק עם העצם מספק לשתל תמיכה מכנית.

הזרוע שלנו, לפני מפרק כף היד, מורכבת משתי עצמות עיקריות שנקראות עצם הגומד ועצם החישור. היד התותבת של המטופלת חוברה לשתי העצמות האלה. משקלה התחלק ביניהן וכך לא הכבידה על המטופלת. החיבור לעצמות אִפשר לחבר את מערכת העצבים ליד המכנית. כדי לבצע את החיבור השתילו הרופאים שרירים מרגלה של המטופלת בקרבת הגדם, וחיברו אליהם את קצות העצבים והאלקטרודות שמתַקשרות עם היד התותבת. 

החוקרים חיברו את היד התותבת לעצמות, לשרירים ולתאי העצב של הזרוע. המטופלת עם היד התותבת, לצד מקס אורטיז קטלן (Ortiz Catalan), שהוביל את המחקר | Ortiz-Catalan et al., Sci. Rob., 2023

יש לפחות שני יתרונות לטכניקה שבה השתמשו המפתחים של היד התותבת. ראשית, כך נוח יותר לבעלת היד. ידיים תותבות מיועדות לשימוש יום יומי, ולכן כשמעצבים אותן צריך לחשוב איך המטופלת תשתמש בהן במשך שעות ארוכות ושנים רבות. כשידיים תותבות לא מחוברות ישירות לגוף אלא נקשרות אליו באופן חיצוני בלבד, השימוש בהן גורם ללחץ מכני מכאיב. בניגוד לכך, כשהיד מחוברת לעצם, בעלת היד לא צריכה להפעיל את הלחץ של חיבור היד התותבת לגדם, וכך היא חשה פחות כאב לאורך זמן.

שנית, החיבור בין היד התותבת למערכת העצבים מאפשר למידע לעבור בשני הכיוונים: מידע שמגיע מהמוח אל היד משמש להפעלתה, ומידע שמגיע מהיד אל המוח מספק לנבדקת תחושת מגע, בהתאם לעצמים שבהם היד נגעה. החיבור היה תת-עורי, ולכן המידע עבר בצורה איכותית ויציבה, בהשוואה לידיים תותבות שהאלקטרודות שלהן ממוקמות מחוץ לעור. כשהמידע מועבר מחוץ גופו של המטופל, איכותו יורדת ויש סיכוי גבוה יותר לשיבושים בפעולתה של היד.

סרטון המראה את החיבור של התותבת ליד והשימוש בה:

כמעט כמו יד

אחרי שלוש שנים החוקרים בחנו את תפקודה של היד התותבת והכתירו אותה כהצלחה. האותות שהגיעו מהמוח לאלקטרודות אִפשרו לנבדקת שליטה בכל אצבע בנפרד, בהצלחה של 95 אחוזים. המטופלת הצליחה לבצע הרבה מטלות יומיומיות, למשל סידור חפצים במזוודה ובישול, ודיווחה על שיפור ניכר ברמת החיים. כאביה פחתו וכך גם מינון התרופות נגד כאב שנאלצה לקחת.

המטופלת הצליחה לבצע הרבה מטלות יומיומיות, למשל סידור חפצים במזוודה ובישול. המטופלת מראה כיצד היא יכולה לאחוז חפצים ביד התותבת | Ortiz-Catalan et al., Sci. Rob., 2023

בנוסף, פחתו כאבי הפנטום, שאנשים חשים בחלקים שנשארו להם מהגפיים שאיבדו. הכאב נובע בין השאר מכך שאחרי שחלק מהגוף נכרת, מערכת העצבים ממשיכה לדווח למוח על קיומו. המוח לא יכול להפעיל את הגפיים הכרותות וכך נוצר כאב. כשמצליחים לגרום למוח לחשוב שהוא מפעיל את הגפיים הכרותות, הכאב פוחת. אחת הדרכים להקל על הכאב היא לטפל בקטועי גפיים באמצעות מראה. מציבים מראה מול היד או הרגל של המטופל, וכך מדמים מצב שבו יש לו שתי ידיים או רגליים. המטופל מדמה את הפעלת היד או הרגל החסרים וכך הוא מקל על הכאב. במקרה הזה, המטופלת השתמשה ביד התותבת וכך הקלה על הכאב, כי הוראות שמקורן במוח הן שהביאו להפעלתה של היד.

סרטון מתוך תכנית הטלוויזיה "האוס" שמראה מקרה פיקטיבי של טיפול כזה. במציאות, יש לקוות שהרופאים משיגים הסכמה מהמטופלים קודם לכן:

היד התותבת שמתוארת במחקר הזה שינתה את חייה של המטופלת, אך עדיין יש מקום לשיפור. באופן טבעי, המוח מקבל משוב מדויק מחישת היד שמאפשר לו לתקן ולדייק פעולות עדינות, במקרה של יד תותבת המצב עוד אינו כזה. מסיבה זו ומסיבות טכניות נוספות, יש פער בין יד רגילה ויד מלאכותית מבחינת הנוחות שהמטופל חש, ומבחינת מידת הדיוק של התנועה והמהירות שלה. נדרשת עבודה רבה כדי לקדם את הטכנולוגיה בכיוון הדרוש. עם זאת, המחקר מציג עדות מעודדת, ויש לקוות שבעקבותיה יתחיל ייצור דגמים נוספים של היד התותבת הזו, דגמים שיהיו מתוחכמים ויעילים אף יותר.