ФОТО: JHU Applied Physics Laboratory/youtube.com |
Для участия в эксперименте ученые пригласили человека, у которого были ампутированы обе руки. В ходе испытаний он выполнял комплексные задания, манипулируя объектами при помощи инновационных протезов. По словам разработчиков, пользоваться новой системой будет почти так же просто и естественно, как собственными конечностями.
Что интересно, эта система обучаема. Подобно тому, как наши природные конечности адаптируются к нашему образу жизни, роботизированные протезы делают то же самое, только еще быстрее. Биоинженеры надеются, что их система поможет изменить жизнь людей, которым по тем или иным причинам пришлось расстаться с обеими руками сразу.
Первым человеком, испытавшим на себе систему, стал Лесли Бо. Он потерял обе руки около 40 лет назад, когда его ударило током. Все эти годы Бо носил обычные протезы, которые не позволяли ему выполнять даже такие простые задачи, как приготовление кофе или игра в игровом автомате.
Сначала пациента попросили пройти специальную терапию - так называемую целевую мышечную реиннервацию (ЦМР). Она предназначена для перегруппировки нервных волокон, которые когда-то контролировали движения утраченной конечности.
После прохождения курса ЦМР учёные активировали специальное программное обеспечение распознания образов, чтобы изолировать отдельные сокращающиеся мышцы и понять, как они связаны между собой. Также были определены частота и амплитуда нервных импульсов. Затем эта информация была переведена в особые сигналы, благодаря которым протезы должны совершать конкретные движения.
После этого пациенту сделали операцию - вырезали небольшие отверстия в верхней части туловища, которые должны были служить двум целям - поддержке искусственных конечностей и обеспечению связи естественных нервных волокон с протезами.
Финальная стадия эксперимента заключалась во вживлении протезов в тело и тестировании самой технологии. На этом этапе Бо смог самостоятельно держать кофейную кружку и переставлять ее между полками разной высоты, а также выполнять комплексные задания, требующие совершения восьми отдельных движений.
"Мы ожидали, что производительность новой системы протезов будет выше, чем у привычных технологий. Однако нас просто поразила скорость, с которой роботоруки адаптировались к движениям Бо, и то, насколько сложные задания наш пациент научился выполнять за короткий период времени", - отметил ведущий автор исследования протезист Кортни Моран.