Протез Люка

06 октября 2011 года, 12:51
Протез Люка

Ученые из медицинского центра университета Дюка (Duke University Medical Center), США, разработали новый метод в протезировании, который позволит людям с парализованными или потерянными конечностями снова взаимодействовать с миром с помощью сложных протезов. Результаты исследований опубликованы в журнале Nature.

Суть метода, до сих пор проверенного только на обезьянах, заключается в том, что новый протез позволяет посылать ответные сигналы непосредственно в мозг. Доктор Мигель Николелис (Miguel Nicolelis) и другие ученые планируют проверить эти устройства на людях в ближайшие год-два.

Исследователи во всем мире пытаются создать устройства, которые будут работать как протез руки Люка Скайвокера (Luke Skywalker). В настоящее время ближе всего к такой руке является устройство DAPRA. Такой протез повторяет все движения обычных конечностей благодаря сигналам, поступающим из мозга. Электроды, имплантированные в мозг, переводят импульсы электрической активности мозга в команды для руки. Однако, подобные протезы не передают информацию обратно в мозг. Руки, например, могут принимать множество форм и двигаться во многих направления, что контролировать такие движения невозможно только с помощью зрения. Необходимо чувствовать, что рука делает.

Большой проблемой, по словам доктора Николелиса, является то, что эти устройства используют электроды для стимуляции нейронов головного мозга. Но электрические импульсы – достаточно примитивный способ по сравнению с сенсорными рецепторами. К тому же, отправляя и получая сигналы с сенсоров и мозга практически одновременно, может возникнуть путаница. Николелис и его коллеги решили обойти эту проблему путем чередования сенсорных и двигательных сигналов.

Для проверки метода ученые имплантировали электроды в головной мозг двум макакам-резусам. Часть электродов была имплантирована в ту часть мозга, которая управляет движениями, другая часть – в сенсорные зоны мозга. Обезьяны были обучены использовать только мозг для изучения виртуальных объектов на экране компьютера, перемещая виртуальную руку. Как только поступал сигнал о намерении обезьяны протянуть руку, тут же подавался сигнал в сенсорную зону, обеспечивая «тактильную» обратную связь. В выборе между двумя визуально идентичными объектами обезьяны были в состоянии отличить объект, который был связан с электрической стимуляцией во время «прикосновения», и объект, который не был связан ни со стимуляцией, ни с угощением. Это служит доказательством того, что мозг может декодировать информацию о тактильных ощущениях без какой-либо стимуляции кожи животного.

Получение сенсорной информации – необходимый шаг на пути к созданию экзоскелета: специального костюма, который поможет вернуть подвижность парализованным пациентам. «Это имеет важное значение для клинического применения. Мы собираемся создать и тестировать устройства в ближайшие три года», – сказал доктор Николелис.

Ключевые слова: биология, технологии
Просмотров: 2809
Все лента новостей