Ученые из США сделали серьезный прорыв, открыв связь между тем, как наша нервная система работает и мышечной усталостью. Публикация исследования 11 февраля 2024 года может перевернуть наше понимание технологий нейронного интерфейса, что открывает двери к новым методам протезирования, реабилитации и коммуникации для людей с нервно-мышечными заболеваниями.
Команда исследователей под руководством доктора Джейн Смит выяснила, что утомительные физические упражнения влияют на постоянные внутренние токи кальция и натрия в мотонейронах нашего спинного мозга. Эти токи, в свою очередь, играют ключевую роль в активации двигательных нейронов и, следовательно, в мышечной силе. Теперь, когда эта связь обнаружена, ученые надеются создать улучшенные нейронные интерфейсы, которые могут контролировать и управлять мышечной усталостью. В ходе эксперимента участники делали максимальные изометрические упражнения (то есть сокращения мышц без движения) до тех пор, пока сила сокращения мышц не уменьшилась до 70%. Во время этого применялись вибрация сухожилий и электростимуляция мышц. Исследователи выяснили, что сила и амплитуда сокращений мышц уменьшаются сразу после упражнения, но в значительной степени восстанавливаются через 5 минут после тренировки.
Параллельные изменения в вызванной самоподдерживающейся мышечной активности и способности генерировать силу предполагают потенциальное влияние вызванных усталостью изменений PIC на выходную мощность мотонейронов. Это революционное открытие может стать триггером к созданию продвинутых нейронных интерфейсов для лучшего понимания и устранения мышечной усталости.
В дополнение к новому пониманию взаимосвязи между мышечной усталостью и нервной активностью, созданный недавно гибкий датчик обещает расширить потенциал неинвазивного нейронного взаимодействия. Это нововведение, разработанное инженерами Калифорнийского университета в Беркли, позволяет точно оценивать электрические сигналы тела, предоставляя более точные данные ученым и разработчикам.
Гибкий датчик, изготовленный из тонкого растягивающегося полимера, можно носить непосредственно на коже, что позволяет непрерывно отслеживать электрические сигналы от мышц и нервов. Эта технология может значительно улучшить производительность неинвазивных нейронных интерфейсов, позволяя создавать более эффективные протезы, инструменты реабилитации и устройства связи для людей с нервно-мышечными расстройствами.