Американские ученые разработали для пациентов с ампутацией верхних конечностей бионический протез руки, который позволяет восстановить естественное управление движениями и ощущать прикосновения. Протез оснащен нейрокомпьютерным интерфейсом, обеспечивающим прямую связь между протезом и мозгом пациента. Статья опубликована в журнале Science Robotics.
Пациенты с традиционными протезами не могут чувствовать отсутствующие конечности и ведут себя иначе, чем люди без ампутаций, при выполнении повседневных задач. Они вынуждены постоянно смотреть на свой протез во время его использования. Кроме того, им трудно научиться контролировать усилия, которые они прикладывают для выполнения действий. Теперь же международная исследовательская группа под руководством Кливлендской клиники разработала бионический протез, который сочетает в себе интуитивное управление движениями, тактильные ощущения и ощущение движения конечности.
«Мы модифицировали стандартный протез с помощью сложной бионической системы, которая позволяет пациентам интуитивно двигать протезами и одновременно ощущать прикосновения и движения, — говорит ведущий автор исследования Пол Мараско. — Наши результаты ― важный шаг на пути к тому, чтобы люди, перенесшие ампутацию, смогли полностью восстановить естественную функцию руки».
Система объединит все три сенсорные и моторные функции за счет нейрокомпьютерного интерфейса, соединенного с нервами конечности. Сигналы от мозга пользователя поступают непосредственно к протезу, от которого, в свою очередь, возвращается в мозг информация о сенсорном восприятии. Прикосновение к протезу активирует искусственные «сенсорные рецепторы», которые позволяют воспринимать прикосновение. Когда человек хочет совершить движение, нервы передают сигнал компьютеризированному протезу, чтобы максимально естественно воссоздать движения. Кроме того, вибрация кинестетических сенсорных рецепторов протеза помогает пользователям ощущать, что их рука движется.
Двунаправленная обратная связь и контроль бионической искусственной руки позволили участникам исследования выполнять задачи так же точно, как это делают люди без инвалидности. При этом поведенческие стратегии участников исследования изменились и напоминали не пациентов с традиционными протезами, а здоровых людей.
«За последние 10–20 лет достижения в области протезирования помогли владельцам достичь большей функциональности и самостоятельно управлять повседневной жизнью. Впервые люди с ампутацией верхней конечности теперь могут снова "думать" как здоровые люди, что позволяет предложить владельцам протезов новый уровень беспрепятственной реинтеграции в повседневную жизнь», — говорит Пол Мараско.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
