Новый протез можно почувствовать как свою собственную утраченную конечность

Европейский консорциум во главе со Швейцарской высшей технической школой Цюриха (ETH Zürich) и компанией SensArs Neuroprosthetics разработал уникальный нейропротез ноги.

Теперь люди, лишившиеся конечности, получат возможность наслаждаться движением, не отвлекаясь при этом на управление протезом.

Отметим, что такая возможность есть далеко не у всех современных инвалидов. Для большинства ношение протеза – это серьёзный ежедневный вызов, несмотря на то, что сегодня на рынке представлено множество самых разных моделей для самых разных нужд.

По этой и другим причинам очень часто люди с ампутированной конечностью не доверяют протезу и при ходьбе полагаются больше на здоровую ногу. Протез, не будучи связанным с мозгом, не ощущается как часть собственного тела, а это затрудняет естественное движение. О такой сложной координации, как, например, хождение на каблуках, нечего и говорить.

"Мы разработали первую чувствительную [искусственную] ногу для людей с серьёзными физическими отклонениями, перенёсшими так называемую высокую ампутацию (выше колена). Новый протез позволит легко миновать неожиданные препятствия без падений и подниматься по лестнице гораздо быстрее.

Именно эти две задачи исключительно сложны, если вообще выполнимы, для людей, пользующихся коммерческими протезами", – отмечает один из разработчиков Станиса Распопович (Stanisa Raspopovic) из Цюриха.

Как же специалистам удалось добиться такого потрясающего результата? Дело в том, что под протез стопы помещена сенсорная стелька. От неё и датчиков протеза, расположенных в районе колена, к нервам пациента отправляются электрические сигналы, "переведённые" на язык мозга.

Благодаря крошечным электродам, вживлённым в бедренный нерв человека, они успешно "добираются" в мозг. Таким образом центральная нервная система воспринимает все сигналы, исходящие от искусственной конечности, как свои, и, соответственно, регулирует ходьбу.

 

По сути, учёные удивительным образом соединили тело человека с протезом, придав ему чувствительность и восстановив "канал связи" с головным мозгом. Это даёт уникальный шанс в прямом смысле вновь ощутить почву под ногами и избежать падений и травм.

"На ходьбе больше не нужно концентрироваться, вы можете смотреть вперёд и шагать. Вам не надо [постоянно] контролировать, куда ступит [протезированная] нога. Бионический протез соединён с оставшимся нервом, поэтому мозг воспринимает его как продолжение ноги, и это важно для повышения доверия пользователей и широкого распространения таких технологий в будущем", – добавляет Распопович.

Мнение создателей разделяет один из добровольцев, уже испытавших новинку.

Мужчина, переживший несколько лет назад ампутацию ноги до бедра, даже с закрытыми глазами и без контроля со стороны слуха (для этого ему вставили в уши беруши) легко определял, к какой части ноги прикасались исследователи или насколько сильно согнуто колено. Протез при этом ощущался им как собственная утраченная нога.

Звучит удивительно, но измерения активности мозга и психофизические тесты подтвердили, что новый нейропротез действительно воспринимается центральной нервной системой как продолжение тела, как настоящая конечность.

Теперь биоинженеры планируют провести более длительные испытания новинки (более трёх месяцев). Для этого они хотят привлечь как можно большее количество добровольцев, а тестирование протезов провести в естественных условиях, включающих обычную повседневную активность участников. Это необходимо, чтобы учёные могли сделать клинически значимые выводы об улучшении качества жизни и здоровья пациентов.

Детали работы большой междисциплинарного группы учёных и инженеров опубликованы в издании Science Translational Medicine.