Искусственная рука, но реальные ощущения

3 Березня 2014 by Olga Zhurbenko

Друкувати цю новину

Когда ковочный молот отрезал руку Игоря Спетика, она была сжата в кулак. На протяжении многих месяцев после этого он чувствовал, что отсутствующая рука вновь и вновь сжимается, причиняя невыносимую боль. «Были дни, когда она болела так, словно её только что оторвали», — вспоминает несчастный.

Игорь Спетик и его новая рука (здесь и ниже фото Ryan Donnell).

Вскоре он получил протез. Для таких, как Спетик, это не новая конечность, а скорее инструмент. Поскольку устройство ничего не чувствует, человек не сразу понимает, что он уронил или повредил предмет. Но 48-летнему Спетику повезло. Сейчас, три года спустя после происшествия, ощущения вернулись к нему — благодаря электродам, вживлённым в то, что осталось от нервов кисти правой руки. Он один из двух счастливчиков, на которых сотрудники Кливлендского центра медицинской помощи ветеранам (США) испытывают своё удивительное изобретение.

Протез оборудован датчиками усилия; 20 проводов ведут к трём вживлённым в тело интерфейсам длиной 7 мм. Каждый из трёх основных нервов обслуживают восемь электродов.

Основную работы выполняет внешне ничем не примечательная белая коробочка, набитая электроникой. Она преобразовывает сведения, поступающие от датчиков протеза, в электрические импульсы, которые интерфейсы превращают в ощущения. Руководитель проєкта Дастин Тайлер из Западного резервного университета Кейза отмечает, что технология разрабатывалась 20 лет. Протез испытывается уже полтора года.

Испытуемый учится отрывать стебельки вишен и магниты от доски.

Группа г-на Тайлера сначала долго изучала сигнальные механизмы, лежащие в основе ощущений, и собрала библиотеку схем электрических импульсов, посылаемых нервам руки. В зависимости от силы импульсов и их распределения во времени рождаются определённые ощущения в двадцати точках искусственной кисти руки (в том числе в пальцах). Человек различает шарик от подшипника, кончик шариковой ручки, ватный шарик, наждачную бумагу — всё это разные чувства. Неожиданный побочный эффект: в первый же день экспериментов Спетик заявил, что его фантомная рука перестала сжиматься в кулак, боль уменьшилась на 95%.

В тот день добровольцу предложили самый простой тест: почувствует ли он прикосновение к пенопласту. Спетика лишили возможности видеть и слышать, чтобы он полагался только на осязание. Ассистент, держащий кусок пенопласта, тронул испытуемого за плечо, и тот вытянул протез (интерфейсы, позволяющие управлять остатками мышц кисти руки, коммерчески доступны). Как только Игорь дотронулся до пенопласта, он сообщил об этом учёным. Полный успех!

Слева: коробочка, преобразующая показатели датчиков в электрические импульсы. Справа: устройство, которое будут имплантировать вместо лабораторных электродов. Внизу: нейроинтерфейсы, вживляемые в руку.

Хотя получены многообещающие результаты, до широкого применения технологии ещё очень далеко. Исследование, которое предполагает хирургическое вмешательство, отнимает много времени. На то, чтобы выполнить все эксперименты, усовершенствовать методы стимуляции и провести полномасштабное клиническое испытание, уйдёт лет десять. С полностью ампутированными конечностями дело, конечно, обстоит намного сложнее.

Сейчас протез выглядит так.

МИОПАТИЯ.BY