Goed nieuws voor mensen die een arm of hand missen: met deze nieuwe technologie kunnen ze weer voelen

In 2011 kreeg Rickard Normark bij een ongeluk op zijn werk een schok van 30.000 volt door zijn lichaam. Zijn linkerhand raakte volledig verbrand.

Normark, die in Zweden woont, moest zijn onderarm laten amputeren en begon een traditionele armprothese te dragen. ‘Die werkte helemaal niet goed’, zegt hij. ‘En vanwege de slechte pasvorm van de prothesekoker raakten zelfs de vingers van mijn goede rechterhand verdoofd. Om de maand moest ik naar het ziekenhuis om een nieuwe koker te laten aanmeten.’

Na een zoektocht op internet stuitte Normark op een techniek die ‘osseo-integratie’ heet, waarbij een titanium schroef in het bot van de stomp gaat, en de zenuwen en spieren van de stomp worden verbonden aan elektroden. Vervolgens wordt een kunstarm aan deze constructie vastgemaakt, waardoor prothesekokers en -riemen niet meer nodig zijn.

Rickard Normark aan het werk met zijn osseo-geïntegreerde arm. Hij beschrijft het als ‘een deel van mij’. Foto door Johan Bodell / Chalmers University of Technology

Normarks arts vond het proces ‘te gevaarlijk’, maar daar trok Normark zich niks van aan. Hij stuurde een e-mail naar Max Ortiz Catalan, een expert op het gebied van osseo-integratie aan de Chalmers Technische Universiteit van Gothenburg, de Zweedse stad waar de technologie is ontwikkeld. En in 2014 kreeg hij een gloednieuwe bionische arm die functioneert als een natuurlijk verlengstuk van zijn skelet – waarmee hij een van de eerste mensen met een amputatie ter wereld was.

In recente video’s zie je Normark aan het werk met allerlei soorten en vormen gereedschap, terwijl hij soepel en natuurlijk beweegt. Maar wat je niet ziet is de technologische doorbraak die tot voor kort sciencefiction was: zijn nieuwe arm kan ook aanrakingen ‘voelen’.

‘Het is een deel van me geworden’

De technologie werkt als volgt: als Normark iets aanraakt met zijn kunstarm, reageert een set sensoren die in de duim zijn verwerkt. Een ingebouwde controle-unit zet het signaal van de duim om in een stroompje dat een zenuw in de stomp prikkelt. De zenuw staat op zijn beurt in verbinding met de hersenen, die een gevoel van aanraking registreren.

In april dit jaar publiceerden Ortiz Catalan en zijn mede-onderzoekers een paper waarin ze de langetermijnwerkzaamheid van de technologie beschrijven aan de hand van vier gebruikers, onder wie Normark. De technologie, een mijlpaal op het gebied van mens-machine-interactie, is bijna klaar om op grote schaal in Zweden te worden ingezet.

‘Ik ben er vooral trots op dat we bewezen hebben dat dit in de echte wereld werkt, en niet alleen in het laboratorium’, zegt Ortiz Catalan.

Normark glimlacht als ik hem vraag of hij met zijn oude armprothese het gevoel van tast miste. ‘Om eerlijk te zijn lette ik er niet meer zo op’, zegt hij. ‘Maar toen ze me in het laboratorium vroegen om wat simpele taakjes te doen, zoals het oppakken van allerlei objecten – licht en zwaar, kwetsbaar of juist niet – werd me duidelijk dat zintuiglijke waarneming écht helpt, ook al sta je er nooit bij stil.’

‘Ik werk graag met mijn handen – ik klus in huis, sleutel aan mijn auto’, voegt hij toe. ‘Met de oude prothese kon ik wel wat dingen doen. Maar dit ding: ik draag ’m vanaf het moment dat ik opsta totdat ik naar bed ga. Het is een deel van me geworden.’

Waarom traditionele protheses niet goed werken

Eerder schreef ik al over de rol van tastzin in de ontwikkeling van de mens. Tast is het eerste zintuig dat een foetus in de baarmoeder ontwikkelt, en het primaire middel waarmee we onze weg in de wereld vinden, relaties opbouwen, en aan het werk gaan. Mensen met amputaties of motorische stoornissen zijn niet alleen een deel van hun lichaam kwijt, ze zijn ook afgesneden van een weelde aan neurobiologische en emotionele informatie.

Precieze data zijn lastig te vinden, maar volgens een schatting zijn er zo’n drie miljoen mensen in de wereld bij wie een arm is geamputeerd, het merendeel in ontwikkelingslanden, en dat aantal neemt elk jaar toe. Van de mensen die een amputatie ondergaan na een ongeluk of zelfmoordpoging is bekend dat ze een hoger risico hebben op post-traumatisch stresssyndroom en intens chronisch geestelijk lijden.

Maar ondanks de schreeuwende behoefte aan protheses die dergelijk trauma kunnen verzachten, en ondanks honderden miljoenen dollars aan onderzoeks- en ontwikkelingsgeld, is het basisontwerp van armprotheses al decennialang vrijwel hetzelfde.

Geavanceerde functies als tastzin? Vergeet het maar. Mensen met een amputatie moeten het doen met lompe, slechtzittende kunstarmen die moeilijk bewegen en vaak niet doen wat de eigenaar wil.

Zelfs vandaag de dag nog besluiten veel mensen met een amputatie geen prothese te dragen, ook al is bekend dat prothesegebruik samenhangt met grotere kansen op de arbeidsmarkt, een betere kwaliteit van leven, minder fantoompijn en minder psychische klachten. Elke stapsgewijze verbetering van prothesetechnologie kan deze mentaliteit veranderen.

We staan aan de wieg van robot-armen die kunnen voelen

Zonder zintuiglijke feedback zal geen enkel kunstmatig lichaamsdeel ook maar in de buurt komen van voelen als een natuurlijk ledemaat, zegt Ortiz Catalan. Dankzij verbeteringen in techniek en ontwerp is de functionaliteit en zelfs de esthetiek van kunstmatige ledematen er behoorlijk op vooruitgegaan, maar tast blijft enorm complex.

Neurowetenschappers zijn het niet eens over wat er na een amputatie precies gebeurt in het deel van de hersenen dat tastzin verwerkt – de somatosensorische cortex.

Een populaire theorie uit de jaren negentig stelt dat wanneer je een hand kwijtraakt, het stukje van het brein dat verantwoordelijk was voor je hand een ander deel van het lichaam krijgt toegewezen, bijvoorbeeld je gezicht. Maar korter geleden vonden onderzoekers bewijs dat de delen van je brein die gelinkt zijn aan je hand ‘paraat blijven en wachten op sensorische input van de arm, zelfs na een amputatie’.

In 2015 gebruikten deze onderzoekers de ‘biomimetische’ aanpak – waarbij ze de sensorische informatie die het brein verwerkt reproduceerden met een prothese die direct met de hersenen was verbonden – om Nathan Copeland, een 28-jarige Amerikaan die vanaf zijn borstbeen verlamd is en geen gevoel heeft in zijn armen en handen, via een kunstarm een ‘boks’ te laten doen met de toenmalige Amerikaanse president Barack Obama.

‘Ik kan zo’n beetje elke vinger voelen – een heel vreemde gewaarwording’, zei Copeland. ‘Soms voelt het alsof er stroom loopt, en soms als druk, maar voor het grootste deel kan ik bijna alle vingers voelen. Alsof mijn vingers worden aangeraakt, alsof iemand erop duwt.’

Normark beschrijft op zijn beurt het gevoel ‘als een soort tinteling, alsof mijn hand slaapt’.

Ortiz Catalan benadrukt dat de technologie nog in de kinderschoenen staat, dus dat de resultaten nog vrij rudimentair zijn. ‘Tast is afhankelijk van verschillende vezels in de hand, en het is heel moeilijk om die met behulp van technologie onafhankelijk te prikkelen’, legt hij uit.

Iedereen heeft recht op tast

Tot dusver is de technologie nog zo duur – tienduizenden dollars – dat ze onbereikbaar is voor het grootste deel van de doelgroep. ‘In Zweden vergoedt de regering zorgkosten’, zegt Ortiz Catalan. ‘Maar in ontwikkelingslanden is dit een probleem.’

Tijdens mijn onderzoek kwam ik nog een obstakel tegen dat zorgt dat de technologie nog niet wijd verspreid kan worden: het idee dat mensen met een amputatie tevreden zijn met welke prothese dan ook, zolang die ze maar helpt om dingen vast te pakken of te houden. De industrie gaat ervan uit dat het mensen met amputaties voornamelijk gaat om enigszins zelfstandig te kunnen leven.

‘In al onze polls zeggen deelnemers dat functionaliteit de hoogste prioriteit heeft. Tast is fijn om te hebben, maar staat niet bovenaan de lijst’, zegt Ortiz Catalan.

Dan voegt hij iets veelzeggends toe: ‘Veel mensen met een amputatie zijn niet zo veeleisend.’ Wat ik daar hoorde is dat mensen met een amputatie leren om zich neer te leggen bij een mindere kwaliteit van leven. Voor hen is tast veranderd van iets vanzelfsprekends in een verboden luxe.

Een paar dagen na mijn interview met Normark begon ik me af te vragen of we wel goed begrijpen wat mensen met een amputatie echt willen, dankzij een Indiase start-up die geavanceerde maar betaalbare armprotheses maakt (zonder de mogelijkheid voor tast). Vinay V, een van de oprichters van Grasp Bionics, liet me een filmpje zien van een beveiliger die bij een ongeluk met elektriciteit zijn rechterhand was kwijtgeraakt en die meedeed aan een proef met een nieuwe arm van het bedrijf.

Het eerste dat de man deed nadat hij de prothese had omgedaan was zichzelf er overal mee betasten – eerst zijn linkerschouder, toen zijn linkerarm, toen zijn benen. Hij huilde en lachte, en met elke aanraking werd zijn grijns breder.

‘Hij vertelde dat hij deze delen van zijn lichaam al twee jaar niet had kunnen aanraken’, zei Vinay. ‘Hij was vergeten hoe het voelde. We hadden nooit verwacht dat iemand aanraking zo kon waarderen.’

In het belang van mensen als deze beveiliger wil ik van ganser harte dat de droom van Ortiz Catalan uitkomt: een toekomst waarin het verkrijgen van de prothese die je verdient – die jou werkelijk compleet maakt – net zo makkelijk is als het laten aanmeten van een bril.

Dit artikel is uit het Engels vertaald door HP van Stein Callenfels.

Millions are forced to live without touch. But technology now has a solution Read this article in English

Meer lezen?

Hoofd, schouders, knie en teen – je hele lijf rouwt Een brok in je keel, steek in je hart, steen in je maag. Rouwen doe je (ook) fysiek. Ik ging met experts en rouwenden in gesprek en onderzocht hoe rouw lichamelijk tot uiting komt, en wat daar de verklaring voor is. (Dit verhaal is ook te beluisteren.) Lees het artikel hier