Новые исследования сделают протезы реалистичнее в обращении

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали новый хирургический метод, который может предоставить пациентам гораздо более реалистичные ощущения от протезов. Координируя протез конечности, нервы и участки мышц, ученые могут помочь пациентам определять положение протеза в пространстве и ощущать воздействующую на него силу.

Такая система может сократить риск отторжения протезов, который составляет около 20%. Сейчас ученые планируют начать испытания на людях.

В рамках традиционной ампутации, отсечение мышц нарушает основной механизм, который помогает людям управлять конечностями и определять их положение в пространстве. Большинство мышц в организме парные – в ходе какого-либо движения одна мышца сокращается, а другая растягивается, посылая соответствующие сигналы мозгу. Если эти пары нарушены, невозможно определить, где находится протез, или почувствовать воздействующие на него силы – необходимо постоянно на него смотреть.

Цель нового исследования – восстановить парные группы мышц, поскольку у многих пациентов, перенесших ампутацию, сохраняются необходимые нервы. Ученые решили соединить эти нервы с фрагментами мышц, извлеченными с других участков тела. Получив сигналы от мозга, одна из пересаженных мышц сократится, а другая растянется – после этого они отправят мозгу ответный сигнал о движениях мышц и приложенных силах.

Исследователи испытали технологию на крысах и обнаружили, что, действительно, при сокращении одной из мышц другая растягивается и посылает мозгу сигналы. В рамках другого проекта ученые снабдили протез микропроцессором, который способен считывать сигналы мозга и перемещать протез в соответствии с намерениями пациента. Нейростимуляция сокращает и растягивает соответствующие мышцы – команда рассчитывает, что мозг сможет быстро освоиться с новым способом управления протезом.

Ученые надеются, что новую систему можно будет применить и к людям, которые перенесли ампутацию много лет назад – метод должен работать во всех случаях, когда доступен хотя бы небольшой фрагмент здорового нерва для соединения с пересаженными участками мышц. Извлечь мышцы можно почти из любого места в организме, так что метод подходит для самых разных случаев, от травмы до хронической боли. По словам ученых, риски такой процедуры незначительны, тогда как преимущества могут оказаться существенными.