"Умная нога": протез, управляемый силой мысли

3 июля 2024, 09:40

BBC News Русская служба Написать автору

Когда пациент с ампутированной конечностью думает о ходьбе, протез двигается естественным образом / Фото Hugh Herr and Hyungeun Song

Informburo.kz публикует материалы "Русской службы BBC News".

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали революционный протез, позволяющий людям с ампутированной конечностью ходить естественно и с нормальной скоростью, не концентрируясь сознательно на процессе движения.

Бионическая нога расшифровывает мозговую активность владельца и связывает её с нервами в важных мышцах, контролирующих движение.

По словам автора исследования профессора Хью Херра, результаты первых испытаний впечатляют и могут повлиять на то, как протезы конечностей будут конструироваться в будущем.

Учёные создали бионическую руку, способную чувствовать

Однако учёным предстоит ещё много работы, прежде чем такие протезы смогут использовать и другие пациенты.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Medicine, отмечается, что у существующих ныне протезов имеется множество ограничений по свободе и механике движения. Учёные из MIT поставили перед собой задачу помочь людям, потерявшим ногу ниже колена, сделать ходьбу более естественной.

Бионическая нога даёт возможность подниматься по пандусу с нормальной скоростью / Фото Song Et Al

Обычно при ампутации ноги окончания мышц подворачивают, создавая мягкую прокладку для протеза, что позволяет пользоваться им с максимальным комфортом. Однако при этом теряется возможность контролировать нервные окончания и естественное движение ноги.

При использовании новой технологии сначала необходимо провести операцию по соединению жизненно важных пар мышц на культе ноги – либо во время ампутации, либо позже.

В США создан протез, управляемый силой мысли

Затем специальные датчики на этих мышцах посылают сигналы роботизированному контроллеру, который позволяет умному протезу рассчитать, насколько сильно нужно согнуть лодыжку и какую силу нужно приложить при ходьбе.

Информация от нервов мускулатуры передаётся сначала на протез, а затем обратно пациенту, что напоминает работу живой конечности.

"Таким образом, когда пациент думает об этом, он чувствует, что конечность движется естественным образом. Эти мышцы двигаются так же, как и с живой конечностью, – сказал профессор Херр журналистам. – Пациенты как будто чувствуют свою фантомную конечность и её движение".

В ходе исследования, в котором приняли участие 14 человек, потерявших одну ногу ниже колена, семерым из них во время ампутации был установлен новый "нейропротезный интерфейс", а остальным провели стандартную ампутацию.

Затем учёные провели ряд тестов, чтобы выяснить, как пациенты справляются с ходьбой по ровной и наклонной поверхностям и через препятствия.

По результатам исследования, скорость ходьбы людей с бионическими протезами была на 41% выше, чем в другой группе, что примерно равно скорости ходьбы людей с обеими здоровыми конечностями.

Они также лучше справлялись с уклонами, поднимались и спускались по ступенькам и преодолевали препятствия.

"Один из главных выводов исследования состоит в том, что небольшое увеличение нейронной обратной связи с ампутированной конечностью может восстановить значительную нейронную управляемость бионической конечности", – говорит соавтор исследования Хенгеун Сонг.

Учёные считают, что новая технология может помочь ампутированным конечностям двигаться более естественно и свободно, вплоть до того, что пациенты смогут танцевать и бегать.

По словам исследователей Массачусетского технологического института, на сегодняшний день в мире около 60 пациентов получили такие бионические протезы. Эту технологию можно также применять и при ампутации руки.

«Запрещено копировать, распространять или иным образом использовать материалы Русской службы Би-би-си»