Протез, управляемый мозгом человека, успешно проходит испытания
Протез, который имплантирован непосредственно в кость, соединен с нервами и мышцами, отлично показывает себя в клинических испытаниях. Это первый в мире роботизированный протез, установленный таким образом, и успех этого эксперимента открывает огромные возможности перед врачами и множеством пациентов.
Протез руки, который контролируется через имплантированный нервно-мышечный интерфейс, был установлен пациенту, не имевшему руки, в январе 2013 года. С тех пор ученые пристально наблюдали за возможностями этого протеза, проводили клинические исследования, и недавно опубликовали свои предварительные результаты в журнале Science Translational Medicine.
Ведущий автор этого исследования, Max Ortiz-Catalan, научный сотрудник Технологического университета Чалмерса в Гетеборге, Швеция, говорит, что их работа давно вышла за рамки лабораторного эксперимента, и позволяет пациенту решать уже его собственные задачи, облегчая ему жизнь и возвращая полноту движений и работоспособность.
Этому пациенту была проведена ампутация руки 10 лет назад. Ранее он пользовался протезом, контроль над которым проводился через накожные электроды.
Этот способ управления протезом является весьма ненадежным, и многие пациенты отказываются от такой формы реабилитации из-за трудностей с управлением протезом.
Новая система, использованная в этом эксперименте, использует титановый имплантат, вживленный непосредственно в плечевую кость с помощью остеоинтеграции. Это создает долгосрочное стабильное соединение между пациентом и имплантатом.
Доктор Ortiz-Catalan объясняет:
"Искусственная рука напрямую встроена в скелет, обеспечивая максимальную механическую стабильность. Более того, даже система управления протезом подключена к биологической системе управления телом человека, то есть к нервам и мышцам, посредством специальных нервно-мышечных электродов. Это создает полную связь между телом и механизмом, между биологией и электронной механикой".
Подключение электродов непосредственно к нервам и мышцам нужно для того, чтобы пациент мог управлять своим протезом проще и с большей точностью, это позволяет ему совершать мелкие и точные движения.
Благодаря непосредственной близости между электродами и нервами, контролирующими протез, предотвращаются помехи с других мышц, что позволяет пациенту перемещать руку в любом положении, не беспокоясь о потере контроля над ней.
Технология остеоинтеграции была впервые применена доцентом Rickard Brånemark и его коллегами, поэтому он был также приглашен для участия в этом эксперименте.
…Пациент, на котором был установлен первый прототип такого протеза, в настоящее время научился в совершенстве использовать его, в том числе в своей повседневной жизни. Пациент работает водителем грузовика, и у него не возникает проблем с повседневной физической работой, такой как прикрепление прицепа, или ремонт двигателя.
Более того, он может совершать протезом и весьма мелкие и точные движения, такие как расфасовка яиц, или завязывание шнурков на коньках его ребенка – действия, которые вряд ли возможны с каким-либо другим типом протеза. Воодушевившись успехом со своим первым пациентом, эта группа ученых планирует в ближайшие несколько месяцев установить еще несколько таких протезов другим пациентам, нуждающимся в них.
Следующим шагом исследований на данном пациенте является изучение долгосрочной чувствительности пациента через протез. Эта новая форма имплантата имеет двунаправленный интерфейс – то есть может не только повиноваться сигналам от мозга, но и передавать мозгу сигналы в обратном направлении.
«Надежная нервная связь между протезом и телом была недостающим звеном для полноценной клинической реализации контроля движений и сенсорной обратной связи, и в настоящее время мы почти решили эту проблему», - говорит доктор Ortiz-Catalan.
"Интуитивная сенсорная обратная связь и контроль чрезвычайно важны для эффективного использования протеза в условиях самых непредсказуемых жизненных ситуаций. На данный момент в мире больше нет пациентов с такими протезами, но мы надеемся изменить эту ситуацию в самые короткие сроки".
.
