У США науковці навчили нервову систему керувати протезами: як це вдалося

• Науковці з Массачусетського технологічного інституту США розробили метод, який дозволяє нервовій системі людини керувати біонічними протезами ніг.
• Щоб спробувати допомогти людям досягти природної ходи під повним контролем нервової системи, інженери кілька років тому почали розробляти спеціальну хірургічну операцію.
• Дослідження показало, що пацієнти змогли ходити на 41% швидше.

Протези під’єднують до кінців м’язів залишкових кінцівок. Це дозволяє ходити з такою самою швидкістю, як до ампутації. А ще вони дозволяють легко долати нерівні поверхні (наприклад, сходи). Але цей метод працює, лише якщо змінити підхід до ампутації кінцівок.

Заборона розповідає про нову методику, яка може допомогти ходити з протезом майже так, як до втрати ніг.

Експеримент Массачусетського інституту: результати

Сучасні протези кінцівок можуть допомогти людям з ампутаціями досягти природної ходи, але не дають повного нервового контролю над кінцівкою. Вони покладаються на роботизовані датчики та контролери, які рухають кінцівкою за допомогою наперед визначених алгоритмів ходи.

Дослідники з Массачусетського технологічного інституту у співпраці з колегами з Brigham and Women’s Hospital показали, що природна ходьба можлива за допомогою протеза ноги, яким повністю керує нервова система його власника. Але для того, щоб це спрацювало, потрібно змінити підходи до ампутації.

Як пояснили винахідники, більшість рухів кінцівок контролюють пари м’язів (агоніст-антагоніст), які по черзі розтягуються і скорочуються. Під час традиційної ампутації нижче коліна взаємодія цих парних м’язів порушується. Через це нервовій системі дуже важко відчути положення м’яза та швидкість його скорочення. 

Щоб спробувати допомогти людям досягти природної ходи під повним контролем нервової системи, інженери кілька років тому почали розробляти спеціальну хірургічну операцію. Замість того, щоб розривати природну взаємодію м’язів-агоністів і антагоністів, вони з’єднують два кінці м’язів так, що вони все ще динамічно взаємодіють один з одним у залишковій кінцівці. Цю операцію можна виконати як під час первинної ампутації, так і пізніше. За їхніми словами, такий самий принцип можна застосувати і щодо ампутації рук.

Для дослідження інженери використали новий тип хірургічного втручання та нейропротезний інтерфейс, тобто під’єднали біонічний протез за допомогою електродів до кінців м’язів. 

«Хірургічна процедура ампутації відновлює з’єднання м’язів залишкової кінцівки, що дозволяє пацієнтам отримувати пропріоцептивний зворотний зв’язок про те, де перебуває їхній протез у просторі», — стверджують дослідники

У випробуванні нового біонічного протезу взяли участь семеро людей з ампутованими кінцівками. Дослідження показало, що пацієнти могли ходити на 41% швидше, уникати перешкод і підійматися сходами набагато природніше, ніж люди з традиційною ампутацією.

Для експерименту фахівці використали біонічний протез з гомілковостопним суглобом з електроприводом, а також електродами, які можуть відчувати електроміографічні сигнали від переднього великогомілкового і литкового м’язів. Ці сигнали надходять до роботизованого контролера, який допомагає протезу розрахувати, наскільки потрібно зігнути гомілковостопний суглоб, який обертальний момент застосувати  або скільки енергії доставити.

Програма протезування в Україні: як податися

В Україні діє спеціальна державна програма з протезування. Щоб нею скористатися, потрібно подати такі документи:

• для військових обов’язково потрібна довідка про обставини травми від командира військової частини;
• висновок ВЛК (для військових) чи ЛКК (для цивільних);
• паспорт громадянина України;
• ідентифікаційний код;
• посвідчення УБД (для військових).

Сума відшкодування вартості протезів для військових вища, ніж для цивільних і може сягати до 2 млн гривень. Однак перед протезуванням потрібно пройти спеціальну підготовку.

Раніше Заборона розповідала про те, як реагувати на людей з інвалідністю. Якщо ви зустріли людину з протезом чи вадою обличчя — не слід пильно розглядати травму. Це змушує ніяковіти й почуватися некомфортно.