Бионическая рука восстановила у пациента с ампутированной верхней конечностью ощущения и действия утраченной руки - Гранит науки - 2021-09-09

Ученые Кливлендской клиники (Cleveland Clinic), крупного частного медицинского центра в Огайо, в сотрудничестве с коллегами из канадского Университета Альберты (University of Alberta) и Университета Нью-Брансуика (University of New Brunswick) в США сконструировали первую в своем роде бионическую руку для пациентов с ампутацией верхней конечности, которая позволяет ее обладателям думать, вести себя и функционировать как человек без ампутации, сообщает EurekAlert!. Статья об этом достижении опубликована в журнале Science Robotics. Новая бионическая система объединяет в себе три важные функции: интуитивный двигательный контроль, кинестезию прикосновения и захвата, а также интуитивное ощущение сжатия и разжатия кулака. Эта система первая, в которой все три сенсорные и моторные функции нейромашинного интерфейса испытаны сразу в одной простетической руке. Нейромашинный интерфейс подсоединен к нервам конечности носителя. Это позволяет пациентам отправлять нервные импульсы от головного мозга к протезу тогда, когда они хотят его использовать, а также получать физическую информацию из внешнего мира и передавать ее обратно в мозг по тем же нервам. Двунаправленная обратная связь и контроль, обеспечиваемые искусственной рукой, позволяют участникам исследования выполнять задачи с той же степенью точности, как это делают люди с нормально функционирующей конечностью. «Возможно, больше всего нас поразило то, что испытуемые принимали решения, а также оценивали и корректировали допущенные ошибки, как люди без ампутации», говорит руководитель исследования Пол Мараско (Paul Marasco) из отдела биомедицинской инженерии Кливлендской клиники. «С новой бионической рукой люди ведут себя так, будто у них своя естественная рука. Обычно такое диктуемое мозгом поведение очень различается у людей с протезом и без», поясняет Мараско.

Ученые испытали новую бионическую руку на двух людях с ампутацией верхней конечности, которым до того провели целевую сенсорную и моторную реиннервацию, процедуру, которая устанавливает нейромашинный интерфейс, перенаправляя нервы от ампутированной конечности на оставшуюся кожу и мышцы. При целевой сенсорной реиннервации прикосновение к коже маленькими роботами активирует сенсорные рецепторы, что помогает пациентам улавливать ощущение прикосновения. При целевой моторной реиннервации, когда пациент думает о том, чтобы пошевелить рукой, реиннервированные мышцы вступают в коммуникацию с компьютеризированным протезом и движение происходит в задуманном направлении. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».