Når fodbold VM i Brasilien sparkes i gang i aften, får verden et indblik i et spektakulært forskningsprojekt, der potentielt kan hjælpe lammede mennesker tilbage til deres førlighed.
Iført et såkaldt exoskelet vil en ung lammet mand sparke VM bolden af sted ved hjælp af signaler fra sin hjerne.
Skelettet er et mekanisk robotlignende element, der er monteret uden på mandens krop, og som foruden at genetablere hans førlighed, gør ham i stand til at mærke jorden under sine følelsesløse fødder.
- Det vil være bare begyndelsen på en fremtid, hvor mennesker med lammelse kan opgive kørestolen og bogstaveligt talt gå igen, siger projektets leder, neurolog Miguel Nicolelis fra Duke University i USA i en pressemeddelelse.
Træner i at gå ved tankens kraft
Flere end 150 forskere fra 25 lande verden over er tilknyttet projektet kaldet 'Walk Again Project', som ledes af International Institute for Neurosciences of Natal i Brasilien og Duke University i USA med Technische Universitaet i München i Tyskland som ledende partner.
Igennem flere måneder har otte brasilianske patienter mellem 20 og 40 år, lammet fra hoften og ned, trænet i at bruge exoskelet ved tankens kraft.
Den 29. april 2014 lykkedes det for første gang at få en lam person til at gå iført et exoskelet, der bliver styret ved hjælp af signaler fra hjernen. Og i de følgende dage lykkedes det de syv andre lamme patienter at gå.
Omsætter signaler fra hjernen til benene
Bevægelsen opstår ved, at patienterne får monteret et styreapparat på deres hoved, som forbindes med exoskelettet monteret på kroppen.
Apparatet registrer elektrisk aktivitet - pulser - i patientens hjerne, og ud fra det kan systemet finde ud af, hvad patienten vil. Fx tage et skridt, stoppe op eller sparke til en bold.
Og så omsætter exoskelettets styreapparat signalerne til en naturlig og flydende bevægelse. Systemet giver samtidigt patienten en fornemmelse af bevægelse og dét at røre jorden ved hjælp af en slags følsom kunstig hud, fyldt med teknologi.
Forsøg med rotter og aber
Forskerne har arbejdet på teknologien i mange år, og man har ved hjælp af rotter og aber målt signaler fra deres hjerner og fået dem til at bevæge robotarme.
Metoden blev så overført til en menneskelignende robot og fik den til at bevæge sig.
Det var første skridt på vejen mod at forestille sig, at en lammet person ville kunne gå ved hjælp af et exoskelet, der udelukkende er styret af aktivitet i hjernen.
Behov for at kunne mærke jorden
Efter forsøget med robotten, var forskerne sikre på, at hjernen også kunne få en lam person til at gå ved hjælp af et exoskelet.
Forskerne var dog også klar over, at der var nødt til at være en slags følelse af berøring med jorden, for at patienten ville føle det behageligt og samtidigt have kontrol over exoskelettet.
Derfor gik forsker på Technische Universitaet i München i Tyskland i gang med at udvikle på følesansen i exoskeletterne.
Løsningen var en slags teknologisk hud med en overflade fyldt med sensorer.
Kunstig hud sender signaler til armene
Den kunstige gummiagtige hud er bygget op i en form for vaffelmønster med elektroniske komponenter og sensorer, der registrerer nærhed, tryk, vibration, temperatur og bevægelse.
I Walk Again Project bruger man den kunstige hud på to måder.
Den er bygget ind i exoskelettet, for eksempel på bunden af fødderne, hvor 'huden' sender signaler til bittesmå motorer, der vibrerer mod patientens arme.
Ved hjælp af træning kan patienter på den måde lære at få exoskelettets ben og fødder til at blive en del af hans eller hendes egen krops bevægelse.
Man kan også vikle den kunstige hud om patienten krop for at kunne måle, om patienten oplever tegn på angst eller ubehag.
En vigtig milepæl - men langt endnu
- Dette kan være en vigtig milepæl, men der er stadig meget arbejde at gøre, siger professor Gordon Cheng fra Technische Universitaet i München før aftenens forsøg - ifølge universitetets hjemmeside.
Forskerne viser også andre nye teknologier frem i forbindelse med åbningskampen, og så fortsætter forskerne ellers arbejdet med at forbedre teknologien.
- 12. juni er derfor kun begyndelsen på en fremtid, hvor robot-beklædningsgenstande vil udvikle sig og blive tilgængelig og gør det muligt for alle med lammelser at gå uden hjælp, skriver International Institute for Neurosciences of Natal i en pressemeddelelse.
Brasiliansk forskning i spil
Set fra brasilianernes side er aftenens mål også at bringe videnskab og forskning tættere på brasilianerne og verdens befolkning.
Og at vise at brasilansk forskning er blandt de førende i verden inden for neurologi og anvendelse af teknologi.
De seneste år har Brasilien satset meget på forskning og deltagelse i internationale forskningssamarbejder.
Fx har Danmark også forskningsmidler, der er målrettet forskningssamarbejder med netop Brasilien.
Forskningsresultaterne med exoskelet og kunstig teknologisk hud bliver offentliggjort i videnskabelige tidsskrifter den kommende måned i forbindelse med VM i Brasilien.