Инженеры из Массачусетского технологического института разработали протез ноги, который может управляться человеческим мозгом. Революционное устройство позволяет пациентам с ампутированными конечностями напрямую управлять своим протезом при помощи силы мысли, что достигается благодаря сигналам от сохранных мышц.

В исследовании с участием 14 человек с ампутированными конечностями инженеры обнаружили, что роботизированная нога улучшает устойчивость пациентов на неровной местности и увеличивает их скорость на 14%. Такой повышенный уровень контроля стал возможен благодаря новой технике ампутации, которую опробовали на добровольцах.

В отличие от традиционной ампутации, где вокруг отрубленной конечности оборачиваются мышцы, контролирующие стопу, новая методика подразумевает, что концы мышц соединяются вместе. Таким образом сохраняется нормальная связь между антагонистическими парами толкающих и тянущих мышц в ноге, которые могут сообщаться друг с другом внутри культи. Благодаря сигналам от остаточных мышц роботизированная лодыжка определяет, насколько далеко и сильно нужно сгибать стопу.

На данный момент модернизированную процедуру ампутации и протезирования прошли 60 человек, при этом им удалось полностью восстановить нейронную способность непрерывно контролировать походку на разных скоростях. Кроме того, пациенты ощутили, что гаджет стал частью их тела и нервной системы, что является большим прорывом, поскольку обычно человек не чувствует протез.

Однако на этом команда не намерена останавливаться, поскольку она стремится полностью восстановить человеческое тело и соединить мозг с электромеханикой. Такая процедура, изначально призванная помочь людям с самыми разными болезнями, в конечном счёте приблизит человека к эпохе киборгов.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Муравьи — интересные и загадочные существа, которые способны улавливать магнитное поле Земли и образовывать коллективный разум. Теперь же биологи обнаружили ещё одно уникальное свойство муравьёв, которое раньше приписывалось только человеку: эти насекомые способны проводить хирургические операции, спасая жизни своих товарищей.

Флоридские древесные муравьи (Camponotus floridanus) лечат друзей с травмами ног, сперва оценивая рану, а затем решая, нужно ли ампутировать конечность. Это единственный случай в животном мире, когда сложную и систематическую операцию проводит такая маленькая особь.

Как обнаружила команда из немецкого Вюрцбургского университета, сперва муравей-медик оценивает травму, а затем очищает рану. После этого он принимает решение об ампутации, причём в случаях с травмами большеберцовой кости (голени) раны обычно просто очищались, а вот травмы на бедренной кости практически всегда приводили к ампутации.

При этом выживаемость раненых муравьёв после ампутации составила около 95%, то есть практически все «пациенты» выжили после потери конечности. Биологи подозревают, что такое решение муравьи-медики принимают на основе риска заражения, поскольку бедренная кость состоит из большого количества мышц и может перекачивать кровь по всему телу, тем самым провоцируя сепсис, если инфекция всё же попала в рану.

Поэтому муравьи-медики принимали решение об ампутации, если травма угрожала жизни товарища. Кроме того, в случае инфицирования насекомые тратили больше времени на очистку раны от болезнетворных бактерий, пытаясь ограничить вероятность смертельного заражения. Команда считает, что это первый случай в природе, когда сложная медицинская процедура проводится не человеком.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Специалисты из Московского государственного университета (МГУ) имени М. В. Ломоносова смогли провести важное исследование для создания современных нейроинтерфейсов. Целью учёных стали пациенты, испытывающие фантомные боли после потери конечности, и команда убеждена, что помочь этим людям можно при помощи нейростимуляции.

Из-за ампутаций или врождённых дефектов многие люди чувствуют сильную боль в несуществующей конечности, поскольку она есть в карте мозга и он посылает неверные сигналы. Обычно подобную боль блокируют при помощи опиоидов, но эти препараты вызывают сильное привыкание. Кроме того, далеко не всем подходят одни и те же анальгетики, поскольку характер фантомной боли у каждого человека индивидуален.

Поэтому учёные из МГУ решили выяснить, что происходит в мозге у пациентов с фантомными болями. Для этого специалисты проанализировали данные высокоплотной ЭЭГ, а для подавления боли они использовали стимуляцию периферических нервов и спинного мозга. В итоге, как показали данные, у всех пациентов были выявлены изменения в тета-, альфа- и бета-диапазонах спектральных характеристик ЭЭГ. Что интереснее всего, эти эффекты оказались индивидуальными для каждого участника, — это объясняет, почему далеко не всем помогают одни и те же анальгетики.

Однако коллектив не собирается останавливаться на достигнутом и планирует использовать это открытие, чтобы создать особенный нейрокомпьютерный интерфейс, который сможет подавлять фантомные боли. Гаджет будет двунаправленным, чтобы мозг мог как получать, так и отдавать сигналы в обоих направлениях. Команда рассчитывает, что такие интерфейсы пациенты смогут носить дома.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Мужчина, которому ампутировали правую руку ниже локтя, снова почувствовал тепло и холод при помощи особого протеза с термодатчиками. Протез передаёт воздействие температуры на нервные окончания культи, а это создаёт ощущения в фантомной конечности.

Высокотехнологичное устройство создали исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха, которые провели тестирование на добровольце. Сперва команда разметила точки на плече пациента, которые указывают на сохранившиеся нервные окончания. После этого учёные адаптировали существующий протез руки под гнездо с датчиками и термодами — устройствами, которые можно нагревать или охлаждать.

Как показали испытания, пациент при помощи протеза смог со стопроцентной точностью определить, какая бутылка на ощупь — горячая, холодная или комнатной температуры. Когда термодатчик отключили, точность определения упала до трети. Кроме того, протез позволил добровольцу с завязанными глазами точно различить на ощупь медь, стекло и пластик.

В отдельном исследовании изобретатели адаптировали протез, позволив людям с его помощью определить, являются ли объекты сухими или влажными. Однако изобретатели считают, что их устройство пригодится не только людям с ампутированными конечностями, но и в робототехнике. Оно позволит роботам испытать широкий спектр физических ощущений, хотя сейчас учёные задаются вопросом, насколько хорошо их технология будет работать в реальном мире с экстремальными перепадами температуры.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Огромная команда инженеров и хирургов из Австралии, Швеции и Италии разработала полностью функциональный протез руки, который при помощи бионики напрямую связан с нервной системой. Благодаря искусственному интеллекту протез практически целиком восстановил функции руки у женщины по имени Карин, которая потеряла конечность во время несчастного случая.

Карин носит бионическую руку уже свыше трёх лет, и её искусственная конечность почти так же функциональна, как настоящая. Высокоинтегрированная механическая ладонь позволяет работать в быту и выполнять различные точные движения, при этом у пациентки даже прошли фантомные боли, которые мучали её на протяжении многих лет.

Данный протез крепится прямо к скелету женщины при помощи остеоинтеграции. Бионическая конструкция из титана подсоединена напрямую к живой кости, а электроды, имплантированные в нервы и мышцы, позволяют имплантату подключиться к нервной системе человека. При этом интеграция была затруднена тем, что у пациентки ампутирована рука ниже локтя, поэтому хирургам пришлось подровнять кости, чтобы имплантат хорошо «сел» на живую ткань.

В результате гаджет может улавливать сигналы из мозга точно так же, как здоровая рука. Сейчас Карин использует примерно те же ресурсы организма, что и до травмы, чтобы управлять своим протезом. Помимо повседневных задач вроде удержания чашки, имплантат позволил женщине полностью отказаться от обезболивающих.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах