Біонічні ноги, підключені прямо до нервової системи, дають безпрецедентний контроль рухів

Як це працює

Успіх цієї методики вчені продемонстрували в новому дослідженні за участю семи людей, які отримали біонічні ноги. Ще 53 людини пройшли аналогічну процедуру, яка може бути використана для встановлення біонічних ніг або рук.

Це перше в історії дослідження протезування, яке демонструє протез ноги з повною нейронною модуляцією, де виникає біоміметична хода,
– говорить Х'ю Герр, співавтор дослідження.

Іншими словами, синтетичний протез здатен замінити втрачену функцію відсутньої кінцівки і таким чином відтворити природну ходу.

Герр додає, що ще нікому не вдавалося продемонструвати такий рівень контролю мозку, коли б протез повністю контролювала нервова система людини, а не алгоритм, записаний в електронні компоненти.

Сама операція, відома як агоніст-антагоністний міоневрологічний інтерфейс (АМІ), полягає у встановленні зв'язку між м'язами кінцівки на межі ампутації та новою біонічною ногою. Електричні сигнали з центральної нервової системи, які передають інструкції для руху, можуть проходити між цими м'язами і реєструватися електродами у щойно встановленому протезі. Сигнали вловлюються роботизованим контролером у протезі, що дозволяє йому керувати ходою пацієнта або способом ходіння. Сигнали про положення і рух протеза пацієнта потім передаються назад до нервової системи.

У серії експериментів, описаних у статті, семеро пацієнтів змогли ходити швидше, ніж люди, які не пройшли через ті самі процедури. Деякі з пацієнтів навіть могли ходити з такою ж швидкістю, як і люди без ампутацій. Вони також могли уникати перешкод і підніматися сходами більш природно.

Демонстрація роботи протеза: відео

Сучасні технології протезування кінцівок вже дозволяють людям з ампутованими кінцівками досягти природної ходи, стверджує команда, яка проводила операцію. Однак ці протези покладаються на роботизовані датчики і контролери, які фактично рухаються за заздалегідь визначеною алгоритмічною схемою. AMI, на відміну від них, дозволяє кінцівці динамічно реагувати на сигнали від тіла.

Підхід, який ми застосовуємо, полягає в тому, що ми намагаємося всебічно пов'язати мозок людини з електромеханікою,
– сказав Герр.

Пацієнти, які перенесли операцію, також відчували менший біль і меншу м'язову атрофію.

За словами дослідників, AMI також можна використовувати для людей, які перенесли ампутацію руки, причому операцію можна проводити як під час первинної ампутації, так і пізніше.