Международная группа ученых из Медицинского университета Вены (MedUni Vienna) и Имперского колледжа Лондона представила новаторский подход, который позволяет обнаруживать и использовать остаточные нервные сигналы после ампутации руки для управления искусственными конечностями. Это достижение, детально описанное в недавнем исследовании, закладывает основу для будущих разработок в области протезирования.
Прорыв стал возможен благодаря проекту Natural BionicS, финансируемому Европейским исследовательским советом. В рамках исследования трем пациентам, перенесшим ампутацию руки, были имплантированы новые микроэлектроды с 40 каналами непосредственно в мышцы.
Перед имплантацией электродов все участники прошли процедуру таргетной мышечной реиннервации (TMR). Эта хирургическая техника перенаправляет нервы, оставшиеся после ампутации, в сохранившиеся мышцы, создавая новые интерфейсы для более эффективного улавливания нервных сигналов. Благодаря такому сочетанию хирургической реиннервации и имплантированных микроэлектродов ученые получили возможность регистрировать индивидуальную активность двигательных нейронов – нервных клеток, отвечающих за передачу команд движения от спинного мозга к мышцам.
Исследователи смогли связать эти электрические паттерны с определенными намерениями движения, предлагая пациентам мысленно выполнять действия с их фантомной конечностью. Доктор Оскар Ашманн, руководитель Клинической лаборатории бионической реконструкции конечностей в MedUni Vienna и один из авторов исследования, отметил: «Используя наш метод, мы смогли точно определить нервные сигналы, которые лежат в основе, например, разгибания пальца или сгибания запястья».
Зарегистрированный анализ убедительно продемонстрировал, что даже после ампутации нервная система сохраняет сложные намерения движения. Эти намерения могут быть математически реконструированы, что открывает путь для их применения в управлении протезами. Текущая работа прокладывает путь к созданию беспроводных имплантатов, способных передавать нервные сигналы в реальном времени искусственным конечностям или другим вспомогательным системам.
В перспективе исследователи предполагают, что эта работа станет основой для создания так называемого «биоэкрана» – системы визуализации сложной нейронной активности, связанной с движением, что, в свою очередь, будет способствовать разработке новых поколений протезов.
