Новый нейроинтерфейс наделил обладателя протеза чувством осязания.

Когда ковочный молот отрезал руку Игоря Спетика, она была сжата в кулак. На протяжении многих месяцев после этого он чувствовал, что отсутствующая рука вновь и вновь сжимается, причиняя невыносимую боль. «Были дни, когда она болела так, словно её только что оторвали», — вспоминает несчастный. 

Игорь Спетик и его новая рука (здесь и ниже фото Ryan Donnell).

Вскоре он получил протез. Для таких, как Спетик, это не новая конечность, а, скорее, инструмент. Поскольку устройство ничего не чувствует, человек не сразу понимает, что он уронил или повредил предмет. Но 48-летнему Спетику повезло. Сейчас, три года спустя после происшествия, ощущения вернулись к нему — благодаря электродам, вживлённым в то, что осталось от нервов кисти правой руки. Он один из двух счастливчиков, на которых сотрудники Кливлендского центра медицинской помощи ветеранам (США) испытывают своё уидивительное изобретение. Протез оборудован датчиками усилия, 20 проводов ведут к трём вживлённым в тело интерфейсам длиной 7 мм. Каждый из трёх основных нервов обслуживают восемь электродов. 

Основную работы выполняет внешне ничем не примечательная белая коробка, набитая электроникой. Она преобразовывает сведения, поступающие от датчиков протеза, в электрические импульсы, которые интерфейсы в свою очередь превращают в ощущения. Руководитель проекта Дастин Тайлер из Западного резервного университета Кейза отмечает, что технология разрабатывалась 20 лет. Протез испытывается уже полтора года. 

Испытуемый учится отрывать стебельки вишен и магниты от доски.

Группа г-на Тайлера сначала долго изучала сигнальные механизмы, лежащие в основе ощущений, и собрала библиотеку схем электрических импульсов, посылаемых нервам руки. В зависимости от силы импульсов и их распределения во времени рождаются определённые ощущения в двадцати точках искусственной кисти руки (в том числе в пальцах). Человек различает шарик от подшипника, кончик шариковой ручки, ватный шарик, наждачную бумагу — всё это разные чувства. Неожиданный побочный эффект: в первый же день экспериментов Спетик заявил, что его фантомная рука перестала сжиматься в кулак, боль уменьшилась на 95%. 

В тот день добровольцу предложили самый простой тест: почувствует ли он прикосновение к пенопласту. Спетика лишили возможности видеть и слышать, чтобы он полагался только на осязание. Ассистент, держащий кусок пенопласта, тронул испытуемого за плечо, и тот вытянул протез (интерфейсы, позволяющие управлять остатками мышц кисти руки, коммерчески доступны). Как только Спетик дотронулся до пенопласта, он сообщил об этом учёным. Полный успех! 

Слева: коробочка, преобразующая показатели датчиков в электрические импульсы. Справа: устройство, которое будут имплантировать вместо лабораторных электродов. Внизу: нейроинтерфейсы, вживляемые в руку.

Хотя получены многообещающие результаты, до широкого применения технологии ещё очень далеко. Исследование, которое предполагает хирургическое вмешательство, отнимает много времени. На то, чтобы выполнить все эксперименты, усовершенствовать методы стимуляции и провести полномасштабное клиническое испытание, уйдёт лет десять. 

С полностью ампутированными конечностями дело обстоит, конечно, намного сложнее. 

Сейчас протез выглядит так.

Источник: http://compulenta.computerra.ru/tehnika/robotics/10011696/