Специалисты из Массачусетского технологического института разработали более функциональную альтернативу традиционным протезам. Новая "бионическая нога", официально именуемая нейропротезом, использует мышечные импульсы ампутанта для управления движениями лодыжки, обеспечивая невиданную для стационарных протезов гибкость. В ходе недавнего исследования с участием семи добровольцев, нейропротез продемонстрировал способность обеспечивать точность и скорость, характерные для настоящих ног.
Однако использование новой технологии требует специальной подготовки. Для установки передового протеза, разработанного в Центре бионики Янга при MIT, пациентам необходимо пройти уникальную операцию под названием "Agonist-antagonist myoneural interface" (AMI). Данная процедура основана на принципе работы мышц-антагонистов в нашем теле: когда одна мышца сокращается, другая расслабляется, позволяя определенным частям тела двигаться. AMI обеспечивает эту взаимосвязь, соединяя пары мышц-антагонистов в оставшейся после ампутации части конечности. Благодаря этому нервная система пациента может посылать сигналы так же, как и до операции, что значительно улучшает контроль над протезом и его ощущением в пространстве.
На фотографии: пациент с бионическим протезом, прикрепленным к левому бедру, поднимается по небольшой лестнице. Фото предоставлено: MIT.
Ключевым фактором успеха бионической ноги являются эти мышечные импульсы. При использовании нейропротеза пациент прикрепляет миниатюрные эластичные электроды к сохранившейся части ноги. Эти датчики улавливают нервные сигналы из центральной нервной системы и передают их в компьютерный блок управления, который интерпретирует намерения пользователя. В результате искусственный голеностопный сустав двигается в соответствии с желаемым движением.
В общей сложности данную процедуру AMI прошли около 60 человек по всему миру. Семеро из них, перенесших ампутацию нижней части ноги, приняли участие в исследовании, результаты которого были опубликованы в журнале Nature Medicine. В испытании также участвовали семь человек, перенесших традиционную ампутацию ниже колена. После установки нейропротеза участники ходили по ровной поверхности, преодолевали склон, поднимались по пандусу, поднимались и спускались по лестнице, а также пересекали другую ровную поверхность, обходя препятствия. Несмотря на то, что обе группы смогли выполнить все задания, пациенты после AMI-операции продемонстрировали значительно лучшую координацию, двигаясь быстрее и естественнее.
Самым поразительным открытием стало то, что пациенты с AMI воспринимали бионический протез как неотъемлемую часть своего тела. "Обычный протез пациенты воспринимают как внешний инструмент, подобно тому, как плотник относится к своему молотку", — поясняет Хью Херр, соруководитель Центра Янга, в интервью The Guardian. "Когда же человек может напрямую управлять протезом и чувствовать его движения, устройство становится продолжением тела. Этот опыт может быть очень эмоциональным для людей, прошедших через такую процедуру".
