Группа ученых из клиники Кливленда разработала бионический протез руки для пациентов с ампутированной верхней конечности, который позволяет испытывать как тактильные ощущения, так и работу проприорецепторов. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Robotics.
Ученые из Кливленда, совместно коллегами из Университета Альберты и Нью-Брансуика, создали бионический протез с наличием трех важных функций – возможность интуитивного управления моторными действиями, тактильными ощущениями при захвате предметов кистью и интуитивными ощущениями при работе кисти.
Фактически, ученые создали первую бионическую систему, которая имеет одновременно три сенсорные и моторные функции в нейро-машинном интерфейсе протеза руки. Нейро-машинный интерфейс соединяется с нервами конечностей пациента, что позволяет посылать нервные импульсы от мозга к протезу, когда им необходимо совершать те или иные движения, а также получать физическую информацию из внешней среды и передавать ее через нервы обратно.
Двухсторонняя обратная связь и возможность контроля искусственной руки дали возможность пациентам, участвовавшим в исследовании, выполнять различные задачи этим протезом практически также, как и обычной рукой.
Бионическая конечность была тестирована на двух пациентам с ампутацией верхней конечности, которым провели моторную и сенсорную реиннервацию, при которой нейро-машинный интерфейс был установлен за счет перенаправления ампутированных нервов на оставшуюся кожу и мышцы.
При целевой сенсорной реиннервации при прикосновении к коже происходит активация сенсорных рецепторов с помощью маленьких роботов, и пациент испытывает тактильные ощущения. При целевой моторной реиннервации пациент силой мысли заставляет протез двигаться в необходимом направлении. Кроме того, маленькие мощные роботы создают вибрационное действие на кинестетические сенсорные рецепторы в тех же мышцах, что позволяет пациентам с протезом чувствовать руку и направление движений.
При использовании традиционных протезов человеку приходится постоянно контролировать движения и ему сложно исправлять ошибки и регулировать силовое воздействие.
Новая же бионическая рука позволяет пациенту не следить за протезом и проводить движения без визуального контроля.
