Американские ученые разработали бионический протез ноги, который полностью контролируется головным и спинным мозгом. Как отметили исследователи, новая технология значительно упрощает ходьбу людям, которые потеряли конечности. О своей работе ученые рассказали в журнале Nature Medicine.
Протез сделала команда специалистов во главе с сотрудниками Массачусетского технологического института. Они разработали бионическую конечность с компьютерным интерфейсом. Технология позволяет усилить нервные сигналы, которые подает оставшаяся часть ноги. Благодаря этому протез контролируется мыслями, а также в этом ему помогают рефлексы организма. Биофизики отметили, что в обычных моделях используются специальные компьютерные алгоритмы, которые позволяют совершать движение по заранее заданным схемам. Например, в протезе есть режимы для разных условий ходьбы, которые необходимо переключать вручную или автоматически. Созданная учеными новинка работает по другому принципу — за управление полностью отвечает мозг, а не алгоритмы.
Ученые провели клиническое исследование, в котором участвовали 14 человек. Новая технология значительно повысила частоту мышечных сигналов. Средний показатель составил 10,5 импульса в секунду — у обычных протезов получается около 0,7 в секунду. Тем не менее это значительно ниже количества сигналов настоящих мышц. Они совершают 60 импульсов в секунду. Однако инновационный протез все равно дает большие преимущества людям с отсутствующими конечностями. Технология увеличила скорость ходьбы на 41% по сравнению с обычными протезами, что соответствовало показателям людей без ампутации в тесте на 10-метровой поверхности. Помимо этого, улучшились равновесие, способность подниматься по лестнице и перешагивать препятствия, а также возможность менять скорость во время движения.
Протез, сделанный из титана, силикона и других материалов, ощущается как настоящая конечность. Такая нога весит около 2,75 кг, что, по словам ученых, сравнимо с реальным весом. Исследователи отметили, что их технологию можно доработать. Например, можно снизить вес, а также улучшить электроды, которые чувствительны к влажности и поту. Такие датчики планируют заменить на магнитные сферы, которые сделают более точным отслеживание движения мышц. В будущем ученые проверят, подойдет ли новый протез для более сложных задач, в том числе бега и прыжков.
Ранее исследователи из Кембриджа создали шестой палец. Они придумали роботизированное устройство, которое крепится на руку рядом с мизинцем. Оказалось, что такая технология дает немало преимуществ.