Новости в мире красоты и здоровья

Протезы смогут управляться сигналами от нервов спинного мозга

prothese-bras-moelle-epiniere-3-576x1024

Ученые разработали технологию датчика для роботизированного протеза руки, который распознает сигналы от нервов спинного мозга.

Для управления протезами пациент должен научиться мысленно контролировать движения фантомной руки и рисовать перед собой легкие маневры, например, сгибать и разгибать два пальца вместе. Технология датчика интерпретирует электрические сигналы, посылаемые от спинальных двигательных нейронов, и использует их в качестве команд.

Моторный нейрон — это нервная клетка, которая находится в спинном мозге. Его волокна, называемые аксонами, расположены за пределами спинного мозга, чтобы непосредственно контролировать мышцы тела.

Роботизированные протезы рук в настоящее время на рынке управляются пользователями от подергивания мышц плеча или руки, но они часто повреждаются. Этот недостаток означает, что во всем мире около 40-50% пользователей отказываются от этого вида роботизированных протезов.

В научном докладе, опубликованном в журнале «Nature Biomedical Engineering», исследовательская группа говорила об обнаружении сигналов от двигательных нейронов в спинной части тела, не поврежденных ампутацией, вместо остатков мышечных волокон; это означает, что все сигналы могут быть распознаны с помощью датчиков, подключенных к протезированию.

В конечном счете, все больше команд может быть запрограммировано в роботизированный протез, делая его более функциональным.

Д-р Дарио Фарина из Имперского колледжа Лондона провел множество исследований при университете медицинского центра Геттингена. Исследования проводились совместно с соавторами доктора Фарина в Европе, Канаде и США.

«Когда ампутируют руку, нервные волокна и мышцы тоже отделяются, поэтому очень трудно получать осмысленные сигналы от них для управления протезом. Мы попробовали новый подход, перемещая фокус от мышц к нервной системе. Это означает, что наша технология может обнаруживать и декодировать более четкие сигналы, что открывает возможность для роботизированных протезов, которые станут более интуитивно понятными и полезными для пациентов».

Исследователи провели лабораторные эксперименты с шестью добровольцами, которые были ампутированы, книзу от плеча или чуть выше локтя. После некоторых физиотерапевтических тренингов, инвалиды смогли сделать более широкий спектр движений. У них появилась способность двигаться в локтевом суставе и делать радиальные движения — движения запястья из стороны в сторону, а также сжатие и разжатие кистей. Это означает, что пользователь имеет все основные возможности и функции реальной руки.

Дальнейшие усовершенствования необходимы, чтобы сделать технологию более надежной, но исследователи предполагают, что текущая модель может появиться на рынке в ближайшие три года.

Чтобы принять участие в исследовании, добровольцам провели операцию в медицинском Университете Вены, который принял участие в переориентации части периферической нервной системы (ПНС), связанной с движением руки, для здоровых мышц в их теле. В зависимости от типа ампутации, операция была направлена либо на грудные мышцы или на бицепс в руке.

Это позволило ученым четко обнаружить электрические сигналы, посылаемые от спинальных двигательных нейронов, в дальнейшем команда сравнила усиления сигналов.

Чтобы создать технологию, исследователями расшифрованы и отображены некоторые данные в электрические сигналы, посылаемые от перенаправления нервных клеток, чтобы затем интерпретировать их в компьютерные модели. Затем эти модели сравнили с моделями здоровых пациентов, что позволило им подтвердить результаты.

В конечном итоге, ученые хотят расшифровать смысл всех сигналов, посылаемых от этих моторных нейронов, так они смогут запрограммировать полный спектр функций руки и кисти в протез. Это означает, что пользователь сможет использовать протез почти так же легко, как если бы это была их собственная рука.

Затем они закодировали сигналы конкретных двигательных нейронов в конструкцию протеза. После подключили датчик к прооперированным мышцам, которые соединялись с протезом. Пациенты работали с физиотерапевтами, обучающими их управлению устройством.

Данный концепт представлял из себя лишь лабораторное исследование. Следующим шагом будет проведение обширных клинических испытаний с гораздо более широким профилем добровольцев, чтобы сделать технологию более надежной.

Обсудить пост

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Яндекс.Метрика