Современная наука может обеспечить высокоразвитое протезирование для тех, кто потерял конечности. Роботизированные протезы выполняют различные функции, футуристично выглядят и существенно повышают качество жизни человека. И все же пройдет не одно десятилетие, прежде чем протезы смогут стать полноценной заменой реальным человеческим конечностям. Впрочем, некоторые успешные шаги на этом пути делаются уже сегодня.
Ученые из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе выяснили, что наличие обратной нейронной связи в протезах влияет на то, как человек ощущает вес искусственной конечности.
Иллюзия веса
Даже самый продвинутый и многофункциональный протез не может заменить живую конечность, если он не обеспечивает обратную связь. И это не просто вопрос комфорта. Человек с искусственной ногой может не почувствовать, что он наступает на острую, горячую или нестабильную поверхность. Это может быть небезопасно. Обратная связь, которую вы получаете от собственных живых конечностей, является очень важным элементом взаимодействия с окружающим миром.
Интересно, что лица с ампутированными конечностями часто чувствуют, что их протезы ног слишком тяжелые. Иллюзия большого веса присутствует даже в том случае, если протез сделан из продвинутых материалов и весит меньше, чем живая нога. Единственная причина тому - отсутствие обратной связи.
Ученые предположили, что иллюзию большого веса можно устранить, если восстановить обратную связь. Они провели исследование, в ходе которого подключили датчики давления в искусственной стопе к нервной системе пациента. Импульсы датчиков преобразовывались в электрические сигналы, которые затем передавались на электроды, имплантированные в бедро пациента. Таким образом, пользователь ощущал, когда его искусственная нога касалась пола.
Участникам исследования предложили ряд физических тестов, которые нужно было выполнять со включенной и выключенной обратной нейронной связью. Последующий опрос показал, что наличие связи снижало воспринимаемый вес протеза на 23% - почти на 500 субъективных граммов.
“Нейроотклик не только позволяет быстрее и безопаснее ходить, но и положительно влияет на восприятие веса. Наши результаты показывают, что обратная связь позволяет приблизить ощущения от искусственной конечности к естественным”, - говорит Станиса Распопович, ведущий автор исследования.
Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.
