Вживленные в мозг датчики позволили парализованному пациенту ощутить прикосновения к искусственной руке
14 октября 2016 года
Исследователи из Университета Питтсбурга и Университета Чикаго разработали нейроинтерфейс, который позволил парализованному пациенту осязать прикосновения к руке при помощи протеза. Статья, посвященная разработке, была опубликована в журнале Science Translational Medicine.
Как поясняет N+1, в настоящее время большинство экспериментальных интерфейсов, обеспечивающих чувствительность руки-протеза, подключаются к периферическим нервам. В процессе тренировки их стимуляция приводит к формированию новых нейрональных связей в мозге, которые переводят сигналы от датчиков протеза в тактильные ощущения. Такие ощущения, как правило, далеки от натуральных и напоминают покалывание или пощипывание. Кроме того, подобные интерфейсы требуют ненарушенной связи периферических нервов с корой мозга и не подходят пациентам с травмами спинного мозга или нейродегенеративными заболеваниями.
Исследователи из США решили пойти иным путем и разработали осязательный интерфейс, который подключается непосредственно к области коры головного мозга, отвечающей за тактильную чувствительность в руке.
Добровольцем, испытавшим работу системы на себе, стал 28-летний Нейтан Коупленд, попавший в аварию в 2004 году. В результате этой аварии он получил травму шейного отдела позвоночника, приведшую к почти полному параличу. Так, Коупленд способен ограниченно шевелить руками, но его пальцы сжаты в кулак и полностью лишены чувствительности.
При помощи МРТ и магнитоэнцефалографии врачи определили требуемый участок соматосенсорной коры Коупленда, а затем имплантировали в мозг пациента четыре датчика с микроэлектродами. В течение нескольких месяцев на различные комбинации электродов подавались слабые электрические импульсы, а вызываемые ими ощущения отмечались на виртуальной ладони. После подготовительного этапа интерфейс был подключен к датчикам на роботизированном протезе руки.
Через некоторое время после адаптации Коупленд обрел возможность правильно распознавать прикосновения к отдельным пальцам протеза почти в 100% случаев. Как отметил сам пациент, иногда ощущения напоминают действие электрического тока или давление, но в большинстве случаев они воспринимаются почти как естественные. При этом температурную чувствительность руки Коупленда восстановить пока не удалось.
В перспективе исследователи планируют совместить осязательную систему с разработанным ранее нейроинтерфейсом, управляющим движениями протеза, что позволит создать устройство, близкое по функционалу к настоящей руке. Однако ученые отмечают, что реализация этого плана потребует долгой работы.
Источники
править
Любой участник может оформить статью: добавить иллюстрации, викифицировать, заполнить шаблоны и добавить категории.
Любой редактор может снять этот шаблон после оформления и проверки.
Комментарии
Если вы хотите сообщить о проблеме в статье (например, фактическая ошибка и т. д.), пожалуйста, используйте обычную страницу обсуждения.
Комментарии на этой странице могут не соответствовать политике нейтральной точки зрения, однако, пожалуйста, придерживайтесь темы и попытайтесь избежать брани, оскорбительных или подстрекательных комментариев. Попробуйте написать такие комментарии, которые заставят задуматься, будут проницательными или спорными. Цивилизованная дискуссия и вежливый спор делают страницу комментариев дружелюбным местом. Пожалуйста, подумайте об этом.
Несколько советов по оформлению реплик:
- Новые темы начинайте, пожалуйста, снизу.
- Используйте символ звёздочки «*» в начале строки для начала новой темы. Далее пишите свой текст.
- Для ответа в начале строки укажите на одну звёздочку больше, чем в предыдущей реплике.
- Пожалуйста, подписывайте все свои сообщения, используя четыре тильды (~~~~). При предварительном просмотре и сохранении они будут автоматически заменены на ваше имя и дату.
Обращаем ваше внимание, что комментарии не предназначены для размещения ссылок на внешние ресурсы не по теме статьи, которые могут быть удалены или скрыты любым участником. Тем не менее, на странице комментариев вы можете сообщить о статьях в СМИ, которые ссылаются на эту заметку, а также о её обсуждении на сторонних ресурсах.
