Бионические ноги, подключенные прямо к нервной системе, дают беспрецедентный контроль движений

Как это работает

Успех этой методики ученые продемонстрировали в новом исследовании с участием семи человек, которые получили бионические ноги. Еще 53 человека прошли аналогичную процедуру, которая может быть использована для установления бионических ног или рук.

Смотрите также Бинокль с функциями дополненной реальности расскажет, на что вы смотрите в этот момент

Это первое в истории исследования протезирования, которое демонстрирует протез ноги с полной нейронной модуляцией, где возникает биомиметическая походка,
– говорит Хью Герр, соавтор исследования.

Другими словами, синтетический протез способен заменить утраченную функцию отсутствующей конечности и таким образом воссоздать естественную походку.

Герр добавляет, что еще никому не удавалось продемонстрировать такой уровень контроля мозга, когда бы протез полностью контролировала нервная система человека, а не алгоритм, записанный в электронные компоненты.

Сама операция, известна как агонист-антагонистный мионеврологический интерфейс (АМИ), заключается в установлении связи между мышцами конечности на границе ампутации и новой бионической ногой. Электрические сигналы из центральной нервной системы, которые передают инструкции для движения, могут проходить между этими мышцами и регистрироваться электродами в только что установленном протезе. Сигналы улавливаются роботизированным контроллером в протезе, что позволяет ему управлять походкой пациента или способом хождения. Сигналы о положении и движении протеза пациента затем передаются обратно в нервную систему.

В серии экспериментов, описанных в статье, семеро пациентов смогли ходить быстрее, чем люди, которые не прошли через те же процедуры. Некоторые из пациентов даже могли ходить с такой же скоростью, как и люди без ампутаций. Они также могли избегать препятствий и подниматься по лестнице более естественно.

Демонстрация работы протеза: видео

Смотрите также Билл Гейтс начал строить первую ядерную электростанцию на натриевых реакторах

Современные технологии протезирования конечностей уже позволяют людям с ампутированными конечностями достичь естественной походки, утверждает команда, которая проводила операцию. Однако эти протезы полагаются на роботизированные датчики и контроллеры, которые фактически двигаются по заранее определенной алгоритмической схеме. AMI, в отличие от них, позволяет конечности динамично реагировать на сигналы от тела.

Подход, который мы применяем, заключается в том, что мы пытаемся всесторонне связать мозг человека с электромеханикой,
– сказал Герр.

Пациенты, которые перенесли операцию, также испытывали меньшую боль и меньшую мышечную атрофию.

По словам исследователей, AMI также можно использовать для людей, которые перенесли ампутацию руки, причем операцию можно проводить как во время первичной ампутации, так и позже.