antony_w (antony_w) wrote,
antony_w
antony_w

Парализованный американец обрел осязание в искусственной руке



Американские ученые разработали нейроинтерфейс, который позволил полностью парализованному человеку осязать предметы с помощью протеза. Результаты работы опубликованы в журнале Science Translational Medicine.

Большинство экспериментальных интерфейсов, обеспечивающих чувствительность руке-протезу, 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.

Сотрудники Университетов Питтсбурга и Чикаго создали осязательный интерфейс, который подключается непосредственно к области коры мозга, отвечающей за тактильную чувствительность в руке. Для испытания системы они пригласили 28-летнего Нейтана Коупленда (Nathan Copeland), который в 2004 году попал в аварию и получил травму шейного отдела позвоночника, приведшую к параличу всех конечностей.

Ученые определили требуемый участок соматосенсорной коры Коупленда с помощью МРТ и магнитоэнцефалографии, после чего имплантировали в него четыре датчика с микроэлектродами. В течение нескольких месяцев они подавали на различные комбинации электродов слабые электрические импульсы, регистрируя ощущения, которые они вызывают, и их локализацию на виртуальной ладони. Затем интерфейс подключили к датчикам на роботизированном протезе руки, созданном в Университете Джонса Хопкинса.

После периода адаптации и тренировок Коупленд обрел возможность правильно распознавать прикосновения к отдельным пальцам почти в 100 процентах случаев. По его словам, иногда ощущения напоминают действие электрического тока или давление, но в большинстве случаев он чувствует прикосновения и нажатия, близкие к естественным. Температурную чувствительность пока восстановить не удалось.

«Наиболее важным результатом исследования стало то, что микроэлектростимуляция сенсорной коры может обеспечивать натуральные ощущения, а не простое пощипывание. Такая стимуляция безопасна, и ощущения пациента стабильны на протяжении уже нескольких месяцев», — пояснил один из авторов работы Эндрю Шварц (Andrew Schwartz).



На следующем этапе работы ученые планируют совместить осязательную систему с разработанным ранее нейроинтерфейсом, управляющим движениями протеза. Конечная цель состоит в создании устройства, максимально близкого по функциям к настоящей руке, однако, по словам исследователей, для этого потребуется долгая работа.

Разработкой бионических протезов с различными функциями и предназначением занимаются многие научно-инженерные коллективы. Так, уже существуют экспериментальные протезы, обеспечивающиетонкую чувствительность пальца, предупреждающие об ожоге ударом тока, а также нейроинтерфейс, позволяющий управлять отдельными пальцами протеза. В Университете Кейс-Уэстерн создана искусственная рука, которая способна совершать различные тонкие действия. Компания Open Bionics ведет разработку бионической руки из игры Deus Ex, а их конкуренты Mobius Bionics пообещали начать серийный выпуск протеза имени Люка Скайуокера до конца 2016 года.

Tags: нейроинтерфейс
Subscribe

Posts from This Journal “нейроинтерфейс” Tag

promo antony_w august 17, 2014 11:48 18
Buy for 10 tokens
Есть блог, в котором написано много постов про роботов: ссылка И там есть несколько статей о замене рабочих мест человека роботами: Уже к 2018 году роботы отберут у человека часть профессий Рабский труд без зарплаты Армия роботов: зачем она нужна обильной людьми Поднебесной и кому может…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments