• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
196
Искусственная рука с «чувствующими» пальцами - уже реальность!
Физиология

Искусственная рука с «чувствующими» пальцами - уже реальность!

Ученым удалось получить протезы рук, которые не только позволяют надежно осуществлять двигательные команды, но и обладают настоящей тактильной чувствительностью и способны к выполнению тонких и точных движений.

Современные протезы руки позволяют выполнять различные движения. Движения мышц фиксируются электронными устройствами, чем и обеспечивается достаточно простая сенсорная обратная связь. Но такая искусственная рука весьма далека от своего природного прототипа: функционирование протеза серьезно ограничивает отсутствие тактильной чувствительности. Конечно, недостающие тактильные ощущения можно имитировать, стимулируя нервы электрическими импульсами, которые вызывают у человека ощущения типа покалывания. Подобная реакция может быть использована в качестве обратной связи, но сами эти ощущения зачастую неприятны.

Группа Д. Тайлера из Западного резервного университета Кейза – частного исследовательского университет в Кливленде (Огайо, США), пошли другим путем. Они оснастили пальцы искусственной руки двоих пациентов датчиками давления, сигналы с которых создавали у испытуемых имитацию прикосновения. В качестве теста обновленного протеза участникам эксперимента предложили отделять плоды вишни от черешков. Как правило, люди с обычными протезами справлялись с такой задачей с большим трудом и очень медленно. Без функции «ощущение прикосновений» участникам эксперимента удалось успешно обработать только 77% вишни, а с подключением тактильной обратной связи – все 100%!

По словам биомедицинского инженера из Университета Южной Калифорнии (Лос-Анджелес, США), этот результат – важный шаг вперед, однако пока разработку Тайлера слишком рискованно использовать для медицинского применения. Ведь чтобы соединить нервы со стимулятором электроды приходится имплантировать в руку таким образом, что они выступают на поверхность кожи. А это чревато угрозой как инфекции, так и повреждения самих электродов. Двое нынешних пациентов Тайлера могут использовать свои имплантаты в течение двух лет. Исследователи работают над тем, чтобы стимулятор стал полностью имплантируемым подобно кардиостимулятору.

Другой стороной проблемы протезирования рук – улучшением способа передачи двигательных команд – занимается группа М. Ортис-Каталан из Технического университета Чалмерса (Гетеборг, Швеция). Сейчас для расшифровки двигательного намерения владельца протеза записывается деятельность мышц с наружных датчиков, закрепленных на коже. Плюс такого подхода в его неинвазивности, минус – в возможном искажении сигнала слоем ткани и кожи между мышцей и датчиком, приводящим к ухудшению управляемости протеза. К тому же работа таких внешних электродов в целом нестабильна и зависит от температуры и увлажненности кожи.

В новом варианте протеза руки он фиксируется непосредственно в кость пациента с использованием титанового крепления. Как правило, костная ткань хорошо разрастается вокруг подобного соединения, обеспечивая высокую стабильность и диапазон движения конструкции. Записывающие электроды при этом проводятся непосредственно через титановое соединение и кость и имплантируются в те мышцы, которые помогали двигаться утраченной рукой.

В январе 2013 г. первый такой протез был имплантирован человеку – водителю грузовика, по отзывам которого протез работает и ощущается почти как настоящая рука, и его намного легче контролировать по сравнению с обычным, особенно зимой.

Нужно сказать, что исследователи подвели электрод непосредственно и к нерву в культе – возможно, в будущем такой подход позволит реализовать полноценную сенсорную обратную связь. Однако группа шведских исследователей пока такой проблемой не занимались. Очевидно, что объединение двух этих прорывов в конструировании функционирующих протезов руки позволит совершить настоящую революцию в этой области и снять все ограничения, которые сейчас присущи подобным протезам.

По: nature.com/news/artificial-arms

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!

comments powered by HyperComments