Их создание стало возможным благодаря тому, что ученые случайно обнаружили, что стимуляция определенных участков кожи на поверхности предплечья приводит к тому, что пациенты начинают ощущать фантомную кисть и пальцы
© John Phillips/Getty Images for TechCrunchЧитайте ТАСС вЯндекс.НовостиЯндекс.Дзен...Показать скрытые ссылки
ТАСС, 18 мая. Европейские нейрофизиологи разработали специализированный датчик температуры, который можно установить на поверхности протезов рук и подключить этот сенсор к нервной системе больного. Это позволит пациентам с подобными протезами конечностей ощущать прикосновения к различным предметам, сообщила в четверг пресс-служба Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL).
"Способность ощущать тепло и холод во время прикосновений играет важную роль не только в работе чувства осязания, но и в социальных взаимодействиях людей. Нам впервые удалось показать, что мы можем искусственно воспроизводить и передавать подобные ощущения. Это открывает дорогу для полной реконструкции всех тех тактильных реакций, на которые способны наши руки", — заявил профессор EPFL Сильвестро Мичера, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
За последние 10 лет нейрофизиологи создали десятки различных киберпротезов, искусственных конечностей и органов чувств, которые можно подключать к головному или спинному мозгу человека и животных при помощи специальных систем, которые ученые называют "нейроинтерфейсами". Ученые подобным образом дали пациентам способность двигать кибернетической рукой, а также вернули им возможность самостоятельно ходить.
Профессор Мичера и его коллеги выяснили, что подобные протезы конечностей можно дополнительно улучшить при помощи разработанных европейскими исследователями датчиков, позволяющих человеку ощущать тепло и холод. Их создание стало возможным благодаря тому, что ученые случайно обнаружили, что стимуляция определенных участков кожи на поверхности предплечья приводит к тому, что пациенты начинают ощущать фантомную кисть и пальцы.
Управление фантомной рукой
Последующие опыты показали, что охлаждение или нагрев определенных точек в этих регионах кожи заставлял пациентов считать, что ученые прикладывают горячие или холодные предметы к тому или иному пальцу или к другим частям их отсутствующей кисти. Это натолкнуло нейрофизиологов на мысль, что данную особенность нервной системы пациентов с ампутациями можно использовать для "подключения" датчиков тепла к их мозгу.
Руководствуясь этой идеей, исследователи подготовили набор гибких датчиков тепла и термоэлектродов, который позволял ученым напрямую управлять тепловыми ощущениями пациентов. Нейрофизиологи установили эти сенсоры и электроды внутри протезов, которыми пользовались 27 набранных ими добровольцев, и попытались вернуть участникам эксперимента способность ощущать тепло и холод во время прикосновений.
Последующие опыты показали, что 56% добровольцев частично или даже полностью вернули себе это умение, причем многие из них начали ощущать не только температуру тех предметов, которые они трогали, но и определять то, контактируют ли их искусственные конечности с пластиком, металлом или стеклом. По словам самих участников эксперимента, это значительно улучшило их комфорт при работе с протезами.
Сейчас ученые работают над созданием алгоритма, который позволял бы автоматически подбирать оптимальные точки для установки термоэлектродов. Это дополнительно повысит качество передаваемых ощущений, а также позволит интегрировать подобные сенсоры в серийно производимые протезы и киберпротезы конечностей, подытожили профессор Мичера и его коллеги.