Создан бионический протез ноги, полностью управляемый нервной системой
Ученые проследили за тем, как меняется электрическая активность мышц здоровых рук и ног при совершении движений и действий.
Американские нейрофизиологи разработали бионический протез ноги, с которым нервная система человека может взаимодействовать тем же образом, каким она контролирует движение мышц и связок реальных человеческих конечностей и ощущает их положение в пространстве.
Работа этого нейроинтерфейса была проверена с участием семи добровольцев с ампутированной ногой. Проведенные опыты показали, что скорость их хождения выросла на 41% по сравнению с обычным протезом, в результате чего участники опытов начали двигаться столь же быстро, как и люди без ампутации. Более того, этот подход позволяет пациентам адаптироваться к движению по склонам, лестницам и другим сложным поверхностям.
Это открытие было совершено группой американских нейрофизиологов под руководством профессора Массачусетского технологического института Хью Герра. Ученые уже несколько лет работают над созданием бионических конечностей, которые бы полностью повторяли функции утерянных рук и ног.
В рамках этого проекта нейрофизиологи разработали особый тип нейроинтерфейсов, который позволяет отслеживать активность сохранившихся мышц в неампутированной части руки и ноги и использовать их для управления работой бионического протеза. Для этого ученые проследили за тем, как меняется электрическая активность мышц здоровых рук и ног при совершении движений и действий. Эти данные ученые использовали для создания программы, считывающей сигналы из мышц и заставляющей протез принять нужную форму в процессе движения.
Аналогичным образом, нейроинтерфейс стимулирует сохранившиеся мышцы после завершения каждого действия, что позволяет пациенту “ощущать” отсутствующую у него конечность, которая при этом не отличается по свойствам от реальной ноги или руки. Работу этой системы профессор Герр проверили, прооперировав 14 человек после ампутации ног, подключив электроды к передней большеберцовой и икроножной мышце.
Внедрение этих электродов и их подключение к управляющей системе бионических протезов значительно ускорило адаптацию добровольцев к пользованию кибер-конечностью, повысило скорость их движения и позволило им научиться “машинально” преодолевать различные препятствия и быстро двигаться по сложному ландшафту. Последующие версии этого протеза, как надеются ученые, позволят пациентам с ампутациями бегать, прыгать или даже стоять на одной ноге, что полностью вернет им утерянные возможности.
Источник: nauka.tass.ru
