В последнее время ученые проводят довольно много исследований, направленных на то, чтобы дать роботам и носителям роботизированных протезов чувство прикосновения. Правда, как правило, такие разработки сосредоточены на искусственных руках. Но исследователи Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали протез, позволяющий восстановить обратную сенсорную связь с потерянной ногой.
Разработка подробно описана в статье, опубликованной накануне в журнале Nature Medicine. Ученые модифицировали готовый протез датчиками и электродами, которые обеспечивают носителям ощущение движения колена и обратную связь от прикосновения стопы к полу. Хотя новая технология пока была испытана лишь на двух пользователях, результаты все равно выглядят очень многообещающими.
Исследователи работали с двумя пациентами, у которых нога была ампутирована выше колена. В качестве основы был взят умный протез от компании Össur, который оснащен микропроцессором и датчиком угла в коленном суставе. Инженеры добавили к ноге стельку с семью датчиками. Датчики в режиме реального времени передают сигналы через Bluetooth на контроллер, закрепленный на ноге пользователя. Контроллер перекодирует эти сигналы в нейронные импульсы и передает их на небольшой имплант в бедре, прикрепленный непосредственно к большеберцовому нерву. После небольшой тренировки мозг пользователя начинает интерпретировать эти сигналы как обратную связь от колена и стопы.
Модифицированный таким образом протез помогает пользователям быстрее ходить и чувствовать себя увереннее. Тесты показывают, что человек начинает потреблять меньше кислорода. Это свидетельствует о том, что он менее напряжен, чем при ношении традиционного протеза без обратной связи.
Еще один полезный эффект такой модификации - устранение фантомных болей. Имплант большеберцового нерва может использоваться как встроенный электростимулятор, который можно активировать в случае приступа. В ходе тестов сего спустя пять минут электростимуляции оба пациента сообщали о значительном снижении уровня фантомной боли.
В ближайшее время ученые надеются “отполировать” технологию и сделать ее доступной большему количеству людей с ампутированными конечностями.
