Минироботи създават усещане за движение при хора с протези на ръката

Екип от изследователи от Кливланд Клиник, публикува първото по рода си откритие в Научната транслационна медицина. Те откриват нов метод за възстановяване на естественото усещане за движение при пациенти с протези на ръката.

Изследователският екип, воден от д-р Пол Мараско, успешно създаде усещане за сложно ръчно движение при пациенти с ампутация на горните крайници. Този пробив може да подобри способността за контролиране на протезите, като спомогне за самостоятелното извършване на ежедневните дейности и да подобри качеството на живот.

"Чрез възстановяването на интуитивното чувство на движение на крайниците - усещането за отваряне и затваряне на ръката - ние успяхме почти напълно да изличим разликата между това, което мозъците на пациентите възприемат като самостоятелно движение, спрямо това, извършвано от машината. Тези открития имат важни последици за подобряването на взаимодействията между човека и машината и ни приближават по-близо от всякога до предоставянето на хора с ампутация на пълно възстановяване на естествената функция на ръката", казва Мараско, ръководител на лабораторията за биологичната интеграция в Института "Лернер" към Клиниката в Кливланд.

Екипът използва малки, но мощни роботи, за да предизвикат вибрация на специфични мускули, като така "включват" усещането за движение на пациентите. Това позволява на участниците в изследването да почувстват, че пръстите и ръцете им се движат и че те са интегрирана част от собственото им тяло. Така, докато контролират своите бионични протези, пациентите сякаш усещат липсващите си ръце и могат да правят сложни движения, за да изпълняват конкретни задачи като напълно здрави хора.

"Десетилетия на изследванията показват, че мускулите трябва да усещат движението, за да работят правилно. Използваният метод на практика разбива нервните кръгове зад тази система. Този подход отвежда областта на протезната медицина до ново ниво, което се надяваме да подобри живота на мнозина", казва д-р Джеймс У. Ганд, програмен директор на Националния институт по неврологични заболявания.

За да се подобри връзката между ума и протезата, изследователите проучват дали могат да използват илюзии за движение, за да помогнат на пациентите да контролират по-добре бионичните си ръце. Те са изследвали пациенти, които преди това са претърпели целенасочена реинервация на нервите - процедура, която установява интерфейса на нервната машина, чрез пренасочване на ампутираните нерви към останалите мускули. При задействането на вибрацията мускулите на пациентите създават илюзията за движение. Така участниците не само усещат, че липсващите им крайници се движат, но могат да използват тези усещания, за да манипулират умишлено протезите си и да извършват сложни движения с тях.

Това е важно, защото когато човек без увреждания се движи, мозъкът постоянно получава обратна връзка относно напредъка на движението. Този несъзнаван процес предотвратява грешките в движението - като претоварване, и позволява на тялото да прави необходимите корекции. Хората с ампутация обаче губят тази важна обратна връзка, и в резултат на това не могат да контролират своите протези, без да се налага да ги наблюдават внимателно през цялото време.

Новото проучване показва, че усещането за липсващо движение на крайниците, причинено от стратегическите мускулни вибрации, осигурява на пациентите по-добро пространствено съзнание и подобрен фин контрол на моториката, без да е необходимо визуално да наблюдават протезите. Освен това усещането за движение създава чувството, че бионичните ръце са истински.

"Когато извършваш движение, ти чувстваш как то се случва, всъщност знаеш, че си автор на това движение и че имаш контрол над него. Хората с ампутация, губят това чувство на контрол и протезите се превръщат в ненужна, чужда част. Илюзиите, които генерираме, възстановяват усещането за движение и възвръщат чувството за контрол над протезата", казва Мараско.

В бъдеще изследователският екип ще проучва начини за разширяване на тези техники за пациенти, които са загубили крак, както и за тези, при които усещането за движение е възпрепятствано от други състояния като инсулт. Те също опитват да вградят роботите в протезата, за да бъде използвана ежедневно дълъг период от време.

"Крайната цел на нашите изследвания е да използваме усещането за движение, като рационализираме връзката между пациентите и използваната технология, за да интегрираме по-добре протезата им като естествена част от тях самите", казва Мараско.

По статията работи: Богдана Георгиева
Източник: news-medical.net
Снимка: futurism.com