Технологи рассказали, как заставить тело чувствовать протезы конечностей

Современные протезы рук и ног, хотя и выглядят довольно натурально, не могут соперничать по ощущениям с настоящими конечностями, пишет New Atlas. Массачусетский технологический институт работает над этой проблемой. Его сотрудники разрабатывают новую технологию, которая использует пересаживаемые мышцы, чтобы сделать протезы реалистичнее.

Обычно при ампутации хирург старается сформировать оставшиеся ткани в аккуратную культю. Именно к ней будет потом присоединяться протез. Сейчас созданы протезы, контролируемые силой мысли. Но ни один из них не дает ощущение искусственной конечности в пространстве и того, сколько сил к ней прилагается. В настоящей руке этому способствуют мышцы и сухожилия.

Более того, большинство мышц в конечностях работают в парах. Например, чтобы согнуть ногу в колене, используются мышцы-сгибатели. Но одновременно будут растягиваться мышцы, распрямляющие ногу. Баланс в работе этих двух групп мышц, а также связь с мозгом, позволяют понимать, в каком положении находится конечность, даже не смотря на нее. Таковы отношения мышц агонистов и антагонистов. Если у человека протез, он теряет эту способность и ему необходимо обязательно видеть, что делает искусственная рука.

Ученые предлагают восстановить эти отношения мышечных групп, используя существующие нервы и соединяя их с имплантатами мышечной ткани 4 на 1,5 сантиметра. Эти имплантаты получили, изъяв из других частей тела и превратив их в пары мышц агонистов-антагонистов. Как показали исследования, мозг грызунов мог посылать такой паре сигналы и мышечные имплантаты реагировали согласно норме (одна сокращалась, другая — растягивалась).

Также была создана система контроля, позволяющая реально чувствовать протез. То есть в теории человек представляет, что двигает фантомной конечностью, электроды, установленные в культе, улавливают эти сигналы, исходящие от мозга, и передают их моторам в протезе. Мозг человека пластичен и хорошо подстраивается под новые условия, поэтому он должен быстро адаптироваться к системе.