Ісландська компанія Össur, що займається біоінженерії, а також розробкою, виробництвом і продажем різної ортопедичної продукції і протезів, оголосила про успішне створення бионического протеза ноги, керованого людським мозком. Нова технологія використовує спеціальні імплантуються сенсори, які посилають бездротові сигнали під вбудований в штучну кінцівку мікрокомп'ютер, дозволяючи людині управляти нею практично на рівні підсвідомості, забезпечуючи швидкий і природний відгук і руху.
Протези, керовані м'язовими імпульсами, з'явилися ще в кінці 1960-х років, однак дана технологія до цих пір має ряд обмежень. Принцип її роботи заснований на установці і використанні на шкірі спеціальних сенсорів, які вловлюють електричні розряди і дозволяють на їх основі управляти, наприклад, штучна рука. Проблема полягає в тому, що ці сенсори вловлюють електричні імпульси не однієї окремої м'язи, а всіх відразу. Це в свою чергу знижує продуктивність штучної кінцівки і вимагає від людини величезної практики, щоб правильно управлятися з протезом. Крім того, такі протези дуже повільні, незручні, неточні і, врешті-решт, абсолютно несхожі на природні кінцівки.
Одним з рішень цього питання може бути використання більш точних сенсорів, що дозволяють управляти протезом силою думки людини. Даний метод вже показав деякі успішні результати у випадку з протезами верхніх кінцівок, проте з нижніми кінцівками успіхи мали зовсім не райдужно.
Суть проблеми полягає в тому, що управляти верхніми штучними протезами можна більш свідомо, ніж нижніми. Ми використовуємо руки для того, щоб щось взяти, підняти або прикрутити. Іншими словами, ми здійснюємо більш координовані дії. Однак ноги ми використовуємо для ходьби, і управляємо ми ними менш свідомо, фактично на рівні рефлексів, які надсилаються в якості команд спинним, а не головним мозком.
Наприклад, коли ми надягаємо шкарпетки на ноги, то ми не думаємо про всіх тих складних серіях рухів, які виконуються в цей момент. Ми просто натягуємо носки під впливом інтуїції і згідно з нашими рефлексам. Ноги в цьому випадку самі роблять те, що вони повинні робити. Однак без цього автоматичного контролю з боку нашої нейром'язової системи навіть звичайне переступання через поріг буде кожен раз сприйматися нами як велике досягнення.
Нова технологія Össur поточних верхніх штучними кінцівками розроблена з урахуванням сумісності з лінійкою її біонічних протезів ступень, колін і ноги в цілому. Ці комп'ютеризовані «розумні штучні кінцівки» здатні в реальному часі самостійно розуміти необхідність в тих чи інших настройках, щоб забезпечити людині максимальний комфорт, швидкість і ефективність використання по тій чи іншій поверхні.
Основою системи управління таким протезом є імплантуються в протезованих кінцівку міоелектріческой сенсори (IMES), розроблені в організації Alfred Mann Foundation. Розміром із сірник ці сенсори імплантуються в певні залишилися м'язи в культі. Що знаходиться в протезі спеціальний ресивер приймає передані на сенсор м'язами імпульси і бездротовим способом передає їх на мікрокомп'ютер протеза. У цьому випадку вся система штучної кінцівки діє як один єдиний кібернетичний імплантат, сигнали на який подаються спинним мозком. В результаті людині не потрібно усвідомлено виконувати ті чи інші дії для управління штучної кінцівкою. Протез управляється практично на підсвідомому рівні.
«Дана технологія робить управління штучної кінцівкою швидше інтуїтивним і інтегративним процесом, ніж усвідомлено керованим», - каже Торвальдур Інгварссон, глава проекту по розробці протеза, керованого мозком.
«В результаті руху і робота штучної кінцівкою виходять більш природними і невимушеними, правда при врахуванні того, що це саме штучна кінцівку. Тепер людині не потрібно спочатку подумати про тих рухах, які потрібно зробити, тому що їх неусвідомлені рефлекси автоматично трансформуються в міоелектріческой імпульси, які і контролюють біонічну кінцівку ».
Технологія протягом року проходила випробування за участю двох добровольців, які дуже позитивно про неї відгукнулися. Планується проведення подальших клінічних випробувань.
«Керовані думкою бионические ноги є справжнім проривом в нове покоління біонічних технологій», - ділиться Джон Сігурдссон, президент і виконавчий директор компанії Össur.
«Завдяки адаптації не тільки свідомого управління, але також і інтуїтивних дій, ми стаємо набагато ближче до створення штучних кінцівок, які по-справжньому стануть єдиним цілим з їх власниками».
Прорив в біоінженерії: створені підсвідомо керовані протези нижніх кінцівок Микола Хижняк