Швейцарские, итальянские и немецкие неврологи и инженеры создали протез руки, дающий пользователям возможность ощущать, где он находится, как расположены пальцы. Результаты их разработки опубликованы в Science Robotics.
Протез с возможностью проприоцепции — ощущения относительного положения частей тела и их движения — поможет пациентам более эффективно и естественно использовать их протезы. Отказ от протезирования — настоящая проблема для людей с ампутированными конечностями. Многие предпочитают просто жить без каких-либо устройств — электронных или механических, которые скорее усложняют жизнь, нежели упрощают ее. В отличие от настоящих конечностей, у искусственных нет реального ощущения — или, если оно есть, то далеко не такое, как было до ампутации.
Конечно, для человека с протезом важно осязание и определение температуры, но что еще более важно для обычного использования, так это просто знать, где находится ваша конечность и что она делает. Если вы закроете глаза, то сможете определить, где находится каждая часть тела, сколько предметов вы держите в руках, захватывают ли они маленький или большой объект. В настоящее время это невозможно сделать с помощью протеза, даже такого, который был интегрирован с нервной системой для обеспечения обратной связи — это означает, что пользователи должны постоянно наблюдать за тем, что они делают.
Протез использует существующую концепцию отправки сенсорной информации в мозг через электроды, вживленные в нервы руки, и адаптирует ее для обеспечения проприоцептивной обратной связи в реальном времени.
«Наше исследование показывает, что сенсорная замена, основанная на интраневральной стимуляции, может обеспечивать как обратную связь по положению, так и тактильную обратную связь одновременно и в режиме реального времени. Мозг без проблем объединяет эту информацию, и пациенты могут обрабатывать оба типа сигнала в режиме реального времени с превосходными результатами», — пояснил Сильвестро Мицера из Федеральной политехнической школы Лозанны.
По сути, роботизированная рука передает свою телеметрию в мозг через нервные пути, которые обычно отвечают за прикосновение. К сожалению, на самом деле, довольно сложно воссоздать проприоцептивные пути, поэтому команда вместо этого использовала так называемое сенсорное замещение. То есть протез использует другие пути, например, обычное прикосновение, как способы представления различных чувств.
Два человека с ампутированными руками уже прошли тренировочные испытания с разработанным учеными протезом. Они смогли с закрытыми глазами определить с точностью до 75% разницу между четырьмя предметами различной формы, захваченными руками.