Шведские ученые подключили протез руки прямо к нервам женщины, позволяя ей двигать пальцами с помощью своего разума и даже испытывать тактильные ощущения. Это огромный шаг вперед по сравнению с существующими протезами, которые часто опираются на электроды, расположенные снаружи кожи.
Этот протез можно считать серьезным технологическим прорывом в конструировании и обеспечении максимальной эффективности работы протезов конечностей, однажды потерянными людьми. Новый протез, пока еще, не заменяет настоящую руку, но он обладает рядом преимуществ над ранее созданными устройствами, служащими заменителями конечностей.
Итак, исследователи из Технологического университета Чалмерса (Гётеборг, Швеция) и биотехнологической фирмы Integrum AB создали протезную руку в рамках амбициозной европейской исследовательской программы по протезированию конечностей DeTOP. Хирурги прикрепили протез к двум костям предплечья (лучевой и локтевой) женщины с помощью титановых имплантатов и подключили 16 электродов непосредственно к ее нервам и мышцам, что позволило ей контролировать руку с помощью мыслей и задействовать ее, чтобы завязывать шнурки и набирать текст на клавиатуре. Вот что по этому они говорят средства западной массовой информации:
Новая технология имплантации была разработана в Швеции командой под руководством доктора Макса Ортиса Каталана из Integrum AB — компании, которая создала первый костный протез конечности с использованием остеоинтеграции — и Чалмерского технологического университета.
Эта первая в своем роде операция под руководством профессора Рикарда Бранемарка и доктора Паоло Сассу, состоялась в больнице Sahlgrenska University в рамках более крупного проекта, финансируемого Европейской комиссией в рамках Horizon 2020, под названием DeTOP (GA # 687905) (видео). Проект DeTOP координируется профессором Кристианом Чиприани в Scuola Superiore Sant’Anna, а также включает Prensilia, Гетеборгский университет, Университет Лунда, Университет Эссекса, Швейцарский центр электроники и микротехнологии, Центр протезирования INAIL, Университетский кампус Bio-Medico и Институт Ortopedico Rizzoli.
Обычные протезы рук опираются на электроды, расположенные над кожей, для извлечения контрольных сигналов из нижних мышц культи.
Эти поверхностные электроды подают ограниченные и ненадежные сигналы, которые позволяют контролировать только пару грубых движений (открытие и закрытие руки). Более богатую и более достоверную информацию можно получить, имплантировав электроды во все оставшиеся мышцы в культе.
Этому первому пациенту было имплантировано шестнадцать электродов, чтобы добиться более ловкого контроля над новой протезной рукой, разработанной в Италии Scuola Superiore Sant’Anna и Prensilia.
Современные протезы рук также имеют ограниченную сенсорную обратную связь. Они не обеспечивают тактильные или кинестетические ощущения, поэтому пользователь может полагаться только на зрение при использовании протеза. Пользователи не могут сказать, насколько сильно объект захвачен или даже когда был установлен контакт.
Вживляя электроды в нервы, которые раньше были связаны с потерянными биологическими датчиками руки, исследователи могут электрически стимулировать эти нервы аналогично информации, передаваемой биологической рукой. В результате пациент получает ощущения, возникающие в новой протезной руке, поскольку он оснащен датчиками, которые управляют стимуляцией нерва, чтобы доставить такие ощущения.
Одним из наиболее важных аспектов этой работы является то, что это первая технология, используемая в повседневной жизни. Это означает, что оно не ограничивается исследовательской лабораторией.
Шведская группа — Integrum AB и Чалмерский технологический университет — ранее продемонстрировали, что контроль чувствительного протеза в повседневной жизни возможен у пациентов с ампутированными конечностями выше локтя с использованием аналогичной технологии. Это не было возможно для ампутанты ниже локтя, где есть две меньшие кости, а не одна большая, как в предплечье. Это поставило перд изобретателями несколько задач направленных на развитие системы имплантатов. С другой стороны, это также дает возможность добиться более ловкого контроля над искусственной заменой.
Это потому, что гораздо больше мышц доступно для извлечения нервных команд при ампутациях ниже локтя.
Кости ослабевают, если они не используются (загружены), как это обычно происходит после ампутации. Пациентка следует программе реабилитации, чтобы восстановить силы в костях предплечья, чтобы иметь возможность полностью нагрузить протез руки. В параллели, она также учится тому, как управлять своей пропавшей рукой, используя виртуальную реальность (видео), и через несколько недель она будет использовать протезную руку с улучшением функций и ощущений в своей повседневной жизни (видео). В ближайшие месяцы еще одному пациенту будут имплантированы протезы нового поколения в Италии и Швеции.
Новое изобретение стало неким предвестником будущего, в котором роботизированные устройства легко взаимодействуют с нашими телами. В течение десятилетий подобные протезы казались возможными только во вселенной «Звездных войн» и прочих произведениях научной фантастики, однако эта разработка показывает, что такое будущее уже наступило, несмотря на то, что технологии еще не появились в широком доступе.
