Технологи рассказали, как заставить тело чувствовать протезы конечностей

Обычно при ампутации хирург старается сформировать оставшиеся ткани в аккуратную культю. Именно к ней будет потом присоединяться протез. Сейчас созданы протезы, контролируемые силой мысли. Но ни один из них не дает ощущение искусственной конечности в пространстве и того, сколько сил к ней прилагается. В настоящей руке этому способствуют мышцы и сухожилия.

Более того, большинство мышц в конечностях работают в парах. Например, чтобы согнуть ногу в колене, используются мышцы-сгибатели. Но одновременно будут растягиваться мышцы, распрямляющие ногу. Баланс в работе этих двух групп мышц, а также связь с мозгом, позволяют понимать, в каком положении находится конечность, даже не смотря на нее. Таковы отношения мышц агонистов и антагонистов. Если у человека протез, он теряет эту способность и ему необходимо обязательно видеть, что делает искусственная рука.

Ученые предлагают восстановить эти отношения мышечных групп, используя существующие нервы и соединяя их с имплантатами мышечной ткани 4 на 1,5 сантиметра. Эти имплантаты получили, изъяв из других частей тела и превратив их в пары мышц агонистов-антагонистов. Как показали исследования, мозг грызунов мог посылать такой паре сигналы и мышечные имплантаты реагировали согласно норме (одна сокращалась, другая — растягивалась).

Также была создана система контроля, позволяющая реально чувствовать протез. То есть в теории человек представляет, что двигает фантомной конечностью, электроды, установленные в культе, улавливают эти сигналы, исходящие от мозга, и передают их моторам в протезе. Мозг человека пластичен и хорошо подстраивается под новые условия, поэтому он должен быстро адаптироваться к системе.

Обычно при ампутации хирург старается сформировать оставшиеся ткани в аккуратную культю. Именно к ней будет потом присоединяться протез. Сейчас созданы протезы, контролируемые силой мысли. Но ни один из них не дает ощущение искусственной конечности в пространстве и того, сколько сил к ней прилагается. В настоящей руке этому способствуют мышцы и сухожилия.

Более того, большинство мышц в конечностях работают в парах. Например, чтобы согнуть ногу в колене, используются мышцы-сгибатели. Но одновременно будут растягиваться мышцы, распрямляющие ногу. Баланс в работе этих двух групп мышц, а также связь с мозгом, позволяют понимать, в каком положении находится конечность, даже не смотря на нее. Таковы отношения мышц агонистов и антагонистов. Если у человека протез, он теряет эту способность и ему необходимо обязательно видеть, что делает искусственная рука.

Ученые предлагают восстановить эти отношения мышечных групп, используя существующие нервы и соединяя их с имплантатами мышечной ткани 4 на 1,5 сантиметра. Эти имплантаты получили, изъяв из других частей тела и превратив их в пары мышц агонистов-антагонистов. Как показали исследования, мозг грызунов мог посылать такой паре сигналы и мышечные имплантаты реагировали согласно норме (одна сокращалась, другая — растягивалась).

Также была создана система контроля, позволяющая реально чувствовать протез. То есть в теории человек представляет, что двигает фантомной конечностью, электроды, установленные в культе, улавливают эти сигналы, исходящие от мозга, и передают их моторам в протезе. Мозг человека пластичен и хорошо подстраивается под новые условия, поэтому он должен быстро адаптироваться к системе.