Вчені створили технологію для відновлення відчуття руху пальців у протезах рук
Дослідники з Вищої нормальної школи Сант-Анна в Пізі спільно з фахівцями Cleveland Clinic розробили технологію, яка допомагає відновити відчуття руху пальців під час використання протеза руки. Система використовує невеликі магніти, імплантовані в м’язи передпліччя, щоб передавати відчуття відкривання та закривання кисті.
Про це повідомляє SciTechDaily.
Вчені вивчали, як мозок сприймає сигнали про рух кінцівок, зокрема після ампутації, коли природний зворотний зв’язок порушується.
Дослідники порівняли дані 2 нейронно-машинних інтерфейсів, розроблених для відновлення відчуття руху у користувачів протезів верхніх кінцівок. Попри відмінності в конструкції, обидві системи давали змогу відчувати узгоджені рухи пальців, а не кожен рух окремо. Це свідчить про те, що мозок може сприймати рухи пальців як скоординовані моделі.
Один із розроблених інтерфейсів — Myokinetic Kinesthetic Interface (MKkI) — використовує невеликі магніти, імплантовані в м’язи залишкової частини передпліччя. Вони створюють вібрації в м’язах без безпосередньої стимуляції шкіри. Систему під’єднали до роботизованої кисті Mia Hand, розробленої компанією Prensilia, що виникла на базі досліджень Вищої нормальної школи Сант-Анна.
У випробуванні взяв участь 34-річний італієць, який користувався системою протягом 6 тижнів. Він відчував відкривання та закривання кисті, а також узгоджені рухи пальців, подібні до природних.
“Інтерфейс міокінетичної кінематики унікальний, оскільки використовує простий, мінімально інвазивний імплант для стимуляції м’язів без контакту зі шкірою. Такий підхід може стати ключем до кращого розуміння роботи людського моторного контролю, а також до відновлення відчуття руху після ампутації”, – зазначив перший автор дослідження Федеріко Мазієро.
Інша система, розроблена Cleveland Clinic, поєднує хірургічне перенаправлення нервів із роботизованим протезуванням. Обидві технології вибірково стимулюють глибокі м’язи, створюючи відчуття руху.
Координатор дослідження з боку Cleveland Clinic, професор Пол Мараско, зазначив, що порівняння результатів двох незалежних систем допомагає краще зрозуміти, як нервова система обробляє сигнали про рух. За його словами, ці висновки можуть стати основою для створення пристроїв і методів реабілітації, які природніше взаємодіятимуть із нервовою системою.
У майбутньому дослідники планують використовувати імплантовані магніти одночасно для керування протезом і передачі сенсорного зворотного зв’язку. Для цього вони хочуть відстежувати положення магнітів, щоб контролювати рухи роботизованої кисті, та водночас застосовувати вібрації для відновлення відчуття руху.
Нинішній імплант був розрахований на 6 тижнів роботи. Керівник дослідження Крістіан Чіпріані повідомив, що перспективні результати спонукали команду розробляти постійний імплант, який дасть змогу вивчати ефективність технології протягом тривалішого часу та за участю більшої кількості людей.
На думку авторів дослідження, результати також можуть бути корисними для майбутніх досліджень у сфері реабілітації після інсульту, лікування епілепсії та больових станів. Однак ці можливості потребують подальшого вивчення.
Також слідкуйте за “Прямим” у Facebook, X, Telegram та Instagram.