Ученые Кливлендской клиники, крупного частного медицинского центра в Огайо, в сотрудничестве с коллегами из канадского Университета Альберты и Университета Нью-Брансуика в США сконструировали первую в своем роде бионическую руку для пациентов с ампутацией верхней конечности, которая позволяет ее обладателям думать, вести себя и функционировать как человек без ампутации. Статья об этом достижении опубликована в журнале Science Robotics.
Новая бионическая система объединяет в себе три важные функции: интуитивный двигательный контроль, кинестезию прикосновения и захвата, а также интуитивное ощущение сжатия и разжатия кулака. Эта система первая, в которой все три сенсорные и моторные функции нейромашинного интерфейса испытаны сразу в одной простетической руке. Нейромашинный интерфейс подсоединен к нервам конечности носителя. Это дает возможность пациентам отправлять нервные импульсы от головного мозга к протезу тогда, когда они хотят его использовать, а также получать физическую информацию из внешнего мира и передавать ее обратно в мозг по тем же нервам. Двунаправленная обратная связь и контроль, обеспечиваемые искусственной рукой, позволяют участникам исследования выполнять задачи с той же степенью точности, как это делают люди с нормально функционирующей конечностью.
«Возможно, больше всего нас поразило то, что испытуемые принимали решения, а также оценивали и корректировали допущенные ошибки, как люди без ампутации», — говорит руководитель исследования Пол Мараско из отдела биомедицинской инженерии Кливлендской клиники. — С новым бионическим протезом люди ведут себя так, будто это их естественная рука. Обычно такое диктуемое мозгом поведение очень различается у людей с протезом и без».
Ученые испытали новую бионическую руку на двух людях с ампутацией верхней конечности, которым до того провели целевую сенсорную и моторную реиннервацию, процедуру, которая устанавливает нейромашинный интерфейс, перенаправляя нервы от ампутированной конечности на оставшуюся кожу и мышцы. При целевой сенсорной реиннервации прикосновение к коже маленькими роботами активирует сенсорные рецепторы, что помогает пациентам улавливать ощущение прикосновения. При целевой моторной реиннервации, когда пациент думает о том, чтобы пошевелить рукой, реиннервированные мышцы вступают в коммуникацию с компьютеризированным протезом и движение происходит в задуманном направлении.
Марина АСТВАЦАТУРЯН
Нет комментариев