Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • RUSSIAN TECH WEEK
  • Vitacoin

Механическая рука передаёт ощущения парализованной

Парализованный американец обрел осязание в искусственной руке

Олег Лищук, N+1

Американские ученые разработали нейроинтерфейс, который позволил полностью парализованному человеку осязать предметы с помощью протеза. Результаты работы опубликованы в журнале Science Translational Medicine (Flesher et al., Intracortical microstimulation of human somatosensory cortex).

Большинство экспериментальных интерфейсов, обеспечивающих чувствительность руке-протезу, подключаются к периферическим нервам. В процессе тренировки их стимуляция приводит к формированию новых нейрональных связей в мозге, которые переводят сигналы от датчиков протеза в тактильные ощущения. Такие ощущения, как правило, далеки от натуральных и напоминают покалывание или пощипывание. Кроме того, подобные интерфейсы требуют ненарушенной связи периферических нервов с корой мозга и не подходят пациентам с травмами спинного мозга или нейродегенеративными заболеваниями.

Сотрудники Университетов Питтсбурга и Чикаго создали осязательный интерфейс, который подключается непосредственно к области коры мозга, отвечающей за тактильную чувствительность в руке. Для испытания системы они пригласили 28-летнего Натана Коупленда (Nathan Copeland), который в 2004 году попал в аварию и получил травму шейного отдела позвоночника и повреждение грудного отдела спинного мозга, приведшее к параличу предплечий и нижних конечностей.

UPMC1.jpg
Подготовка к испытаниям нейроинтерфейса.
Здесь и ниже рисунки UPMC.

Ученые определили требуемый участок соматосенсорной коры Коупленда с помощью МРТ и магнитоэнцефалографии, после чего имплантировали в него четыре датчика с микроэлектродами. В течение нескольких месяцев они подавали на различные комбинации электродов слабые электрические импульсы, регистрируя ощущения, которые они вызывают, и их локализацию на виртуальной ладони. Затем интерфейс подключили к датчикам на роботизированном протезе руки, созданном в Университете Джонса Хопкинса.

UPMC2.jpg
Имплантируемые микроэлектроды

После периода адаптации и тренировок Коупленд обрел возможность правильно распознавать прикосновения к отдельным пальцам почти в 100 процентах случаев. По его словам, иногда ощущения напоминают действие электрического тока или давление, но в большинстве случаев он чувствует прикосновения и нажатия, близкие к естественным. Температурную чувствительность пока восстановить не удалось.

«Наиболее важным результатом исследования стало то, что микроэлектростимуляция сенсорной коры может обеспечивать натуральные ощущения, а не простое пощипывание. Такая стимуляция безопасна, и ощущения пациента стабильны на протяжении уже нескольких месяцев», – пояснил один из авторов работы Эндрю Шварц (Andrew Schwartz) в пресс-релизе In a First, Pitt-UPMC Team Help Paralyzed Man Feel Again Through a Mind-Controlled Robotic Arm.

На следующем этапе работы ученые планируют совместить осязательную систему с разработанным ранее нейроинтерфейсом, управляющим движениями протеза. Конечная цель состоит в создании устройства, максимально близкого по функциям к настоящей руке, однако, по словам исследователей, для этого потребуется долгая работа.

Разработкой бионических протезов с различными функциями и предназначением занимаются многие научно-инженерные коллективы. Так, уже существуют экспериментальные протезы, обеспечивающие тонкую чувствительность пальца, предупреждающие об ожоге ударом тока, а также нейроинтерфейс, позволяющий управлять отдельными пальцами протеза. В Университете Кейс-Уэстерн создана искусственная рука, которая способна совершать различные тонкие действия. Компания Open Bionics ведет разработку бионической руки из игры Deus Ex, а их конкуренты Mobius Bionics пообещали начать серийный выпуск протеза имени Люка Скайуокера до конца 2016 года.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 17.10.2016


Читать статьи по темам:

бионика интерфейс мозг-компьютер протезирование Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Олимпиада киборгов

Первая в истории Олимпиада для киборгов (Цюрих, октябрь 2016) предназначена для людей с ограниченными возможностями, которые вынуждены использовать протезы различного вида.

читать

Нейротехнологии возвращают парализованным людям осязание

28-летний пациент, который парализован уже более десяти лет (причина – повреждение спинного мозга), снова может «осязать» различные объекты. Это стало возможным благодаря протезу руки, подключенной к мозгу человека

читать

Интернет станет частью нашей ДНК

В голове художника Нила Харбиссона, страдающего от цветовой слепоты, – вживленная антенна, которая преобразует окружающие его цвета в звуки. С этой антенной он живет уже десять лет и не выключает ее даже тогда, когда отправляется спать.

читать

А вы хотели бы стать киборгом?

Энтузиазм учёных относительно нашего киборгизированного будущего далеко не всегда вызывает энтузиазм у обычных людей. Причём одно дело протез, и совсем другое, когда нам обещают массово что-то имплантировать в мозг.

читать

На пути к киборгизации

Насколько приемлемо для человека полное протезирование тела по мере постепенного выхода из строя его основных жизненных органов? Автор считает, что технологически это станет возможным в ближайшие 25 лет

читать