Счупването на яйце е предизвикателно - оказвайте твърде много натиск и черупката се разбива, прилагайте твърде малко и тя няма да се счупи. За ампутираните такива задачи, които включват „точно правилно“ количество налягане, са до невъзможни поради неспособността на тялото да получава обратна връзка от протезни устройства. Сега новите изследвания помагат на двама мъже с ампутации да почувстват тактилен натиск, пробив, който един ден може да промени начина, по който протетичните устройства работят с тялото.
Свързано съдържание
- Протезният крайник „вижда“ онова, което потребителят иска да вземе
- Нов безжичен мозъчен имплант помага на разходката на парализирани маймуни. Хората могат да бъдат следващи.
Изследването, публикувано днес в списанието Science Translational Medicine, подробно описва нов тип протезна ръка, която интегрира сензорни електроди в нервната система на тялото. Изследователите са използвали устройството, за да научат повече за това как нервната система предава информация за тактилната интензивност - интензивността на докосване - на тялото.
Двама мъже с ампутации бяха оборудвани с протезната система, която включва сензори за налягане върху протезната ръка и стимулатор, който предава тази информация за налягането на маншети от електроди, имплантирани около три групи нерви, които контролират движението на ръката. Когато мъжете използват протетичните си ръце, те изпращат електрически импулси с информация за натиска директно към нервите, контролиращи ръката, които от своя страна стимулират мозъка. След това мозъкът интерпретира информацията за интензитета, изпратена от електродите.
По време на поредица от тестове изследователите установяват, че техните субекти могат да различават 20 нива на тактилна интензивност. Те не само успяха да разграничат сходни нива на интензивност, но и успяха да преценят интензивността на допира и да го сравнят и дори да го съпоставят със същия интензитет на непротезиращата ръка.
Като се има предвид, че мъжете нямат нервни влакна в протезата си, тези резултати са голяма работа. Но още по-важно е, че изследователите са използвали своите наблюдения, за да определят как невронните реакции на докосване действително работят.
Тези експерименти предполагат, че когато става дума за неврони, активирани чрез докосване, както скоростта на изстрелване, така и броя активирани предоставят информация за случващото се. Тази информация разкрива потенциални начини бъдещите протези да могат по-добре да включат тактилна информация, която би била преврат за ампутирани.
„Когато изгубите чувството си за допир, трябва да използвате едно от другите сетива, за да установите връзка с обекта, който взимате“, Джаред Хоуъл, директор по ортопедия и протеза в Медицинския колеж „Бейлор“, който не е участвал в проучването, разказва Smithsonian.com.
Хоуъл, който работи с ампутирани в своята клинична практика и ръководи изследвания за създаване на по-добри протези, казва, че ампутираните са принудени да разчитат на зрението вместо на допир, което след това им пречи да участват пълноценно в други дейности, които изискват тяхното зрение. „Те всъщност губят ниво на независимост и ниво на функция, което иначе биха имали“, казва той.
В бъдеще изследователите се надяват да използват работата си като основа за изследвания, които биха могли да направят по-добри протези или дори да позволят на роботите да предават тактилна информация на хората. Но засега експерименталните протези позволяват на двама мъже да вършат сложни стругови работи, да разхождат кучета и да, да пукат яйца - задачи, които някога изглеждаха непреодолими при сравнително тромави, неврални протези.
"Ние никога няма да възстановим истинската функция, докато не накараме мозъка да взаимодейства с протезната система", казва Хоуъл. Ново обявеното изследване може да бъде жизненоважна стъпка по този път - тоест ако тази технология е евентуално достъпна за повече от двама души.
Междувременно изследователите ще продължат да разбиват кода за това как тялото взаимодейства с чувството си за допир, един неврон (и едно яйце) наведнъж.
