В ногу со временем
Медики разработали протез ноги, который способен чувствовать
Бионика — модное направление, которое включает в себя целый ряд систем, соединяющих технические устройства с живыми организмами. В последние годы многие исследователи в разных странах пытаются воплотить в жизнь давнюю мечту: заставить протез передавать ощущения так, как это делает обычная рука или нога. Цель — дать человеку осознать, что он использует собственную конечность, и тем самым восстановить чувство целостности. Считается, что утрата этого ощущения тяжело воспринимается как на физическом уровне — пациенты страдают фантомными болями, так и на моральном — человеку сложно вернуть чувство полноценности. Кроме того, обычные протезы, не способные передать сенсорную информацию о движении и взаимодействии с землей, приносят массу неудобств: приходится постоянно думать о том, как поведет себя протез при следующем шаге, снижается уверенность походки и скорость ходьбы, а это порождает умственную и физическую усталость. Наиболее перспективный проект в области бионического протезирования —бионический чувствительный протез ноги. В конце сентября группа исследователей во главе с ETH Zurich и компанией SensArs анонсировала интерфейс, обеспечивающий сенсорную обратную связь между протезом и мозгом человека.
Как это работает
Под протез стопы помещена сенсорная стелька, которая передает информацию в контроллер, расположенный в районе колена. Оттуда к нервам пациента отправляются электрические сигналы, «переведенные» на язык мозга. Благодаря крошечным электродам, вживленным в бедренный нерв человека, они попадают прямо в мозг. Таким образом, центральная нервная система воспринимает сигналы, исходящие от искусственной конечности, как свои и, соответственно, регулирует ходьбу. Чтобы определить, решает ли восстановление нервной сенсорной связи проблемы, связанные с использованием обычного протеза, ученые провели исследование с участием добровольцев, у которых нога была ампутирована выше колена. Тесты проводились на различной местности: на улице, в помещении, на песке, с включенной сенсорной связью и без. В результате испытаний выяснилось, что благодаря наличию обратной связи человек прикладывает меньше усилий при ходьбе, повышаются выносливость и скорость ходьбы. Пациенты почти без усилий даже могли подняться по лестнице, что считается высшим пилотажем. Также итогом исследования стало снижение фантомной боли до 80 процентов. В результате была доказана польза использования нейропротезов для восстановления сенсорной обратной связи, что дает обоснование для проведения более крупных популяционных исследований. Ученые надеются в скором времени сделать такую технологию доступной каждому.