Αμερικανοί επιστήμονες ανακοίνωσαν πως δημιούργησαν «τα πιο ακριβή από βιολογικής πλευράς» ρομποτικά πόδια που έχουν επινοηθεί έως σήμερα.

Όπως γράφουν στην «Επιθεώρηση Νευρικής Μηχανικής» (JNE), τα ρομποτικά πόδια τους μιμούνται τον έλεγχο και όχι μόνο την φυσική κίνηση των ανθρώπινων ποδιών, χάρη σε ένα σύστημα που αναπαράγει τα ρυθμικά μηνύματα των μυών που ελέγχουν την βάδιση.

Οι επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα κατόρθωσαν να αναπαράγουν τον κεντρικό γεννήτορα προτύπων της κίνησης (central pattern generator – CPG), δηλαδή ένα δίκτυο νευρικών κυττάρων στην οσφυϊκή μοίρα της σπονδυλικής στήλης (η επιστημονική ονομασία της μέσης), που παράγει τα ρυθμικά, μυϊκά μηνύματα για να περπατάμε.

Ο οργανισμός διαθέτει και άλλους τέτοιους κεντρικούς γεννήτορες, όπως λ.χ. για την κατάποση και για την αναπνοή.

Ο κεντρικός γεννήτορας προτύπων της βάδισης παράγει και εν συνεχεία ελέγχει τα μυϊκά μηνύματα, συλλέγοντας πληροφορίες από διάφορα σημεία του σώματος που συμμετέχουν στην βάδιση, αντιδρώντας στα περιβαλλοντικά ερεθίσματα (τέτοια σημεία είναι λ.χ. τα μάτια).

Η αυτόματη συγκέντρωση των πληροφοριών απ’ όλο το σώμα μάς επιτρέπει να περπατάμε δίχως να το σκεφτόμαστε.

Η απλούστερη μορφή κεντρικού γεννήτορα προτύπων αποκαλείται ημίκεντρο και αποτελείται από μόλις δύο νευρικά κύτταρα (νευρώνες) που εκπέμπουν εναλλάξ μηνύματα, παράγοντας έναν ρυθμό. Το ημίκεντρο διαθέτει επίσης αισθητήρες που προωθούν προς αυτό διάφορες πληροφορίες (όπως πότε συναντά το πόδι μία επιφάνεια).

Οι επιστήμονες της Αριζόνα πιστεύουν ότι τα μωρά κάνουν τις πρώτες απόπειρες να περπατήσουν με την βοήθεια αυτού του απλουστευμένου συστήματος και ότι με τον καιρό αναπτύσσεται το πιο πολύπλοκο σύστημα που μας κάνει να βαδίζουμε σταθερά.

Πιστεύουν ακόμη ότι η ύπαρξη αυτού του απλουστευμένου συστήματος εξηγεί γιατί τα μωρά κάνουν τις κινήσεις της βάδισης όταν τα βάζουμε σε μία «στράτα», πολύ πριν μάθουν στ’ αλήθεια να περπατούν.

Εκτιμούν ακόμη πως η ύπαρξη του απλουστευμένου μηχανισμού εξηγεί γιατί αρκετοί πάσχοντες από τραυματισμούς στη σπονδυλική στήλη κατορθώνουν να ανακτήσουν έπειτα από μήνες την ικανότητα βάδισης, εάν δεχθούν εγκαίρως τα κατάλληλα ερεθίσματα.

Τα ρομποτικά πόδια αποτελούνται από ένα ημίκεντρο που ελέγχει τις κινήσεις των ισχίων και ένα σετ αντανακλαστικών αντιδράσεων που ελέγχουν το υπόλοιπο τμήμα τους.

Όπως γράφουν οι ερευνητές, τα πόδια αυτά αποτελούν ένα «πλήρες σωματικό ή νευρορομποτικό μοντέλο» του κεντρικού γεννήτορα προτύπων της βάδισης, και μπορεί να αποδειχθούν εξαιρετικά χρήσιμα για την μελέτη των νευροψυχολογικών διεργασιών οι οποίες διάγουν την βάδιση σε ανθρώπους και ζώα.