Протез руки Lego EV3 Mindstorms

Протез руки Lego EV3 Mindstorms

24 февраля 2015 года в журнале «Ланцет» была опубликована статья, описывающая инновационную операцию, получившую название «бионической реконструкции». Провел ее доктор Оскар Азманн в Медицинском университете Вены (Австрия). Реконструкция не стала уникальной: ее удалось повторить трижды, заменяя ампутированную кисть руки протезом, контролировать который пациент может силой мысли.

Происходящее, однако, не имеет никакого отношения к телепортации: все сугубо материально и основано на простых физических расчетах.

Все 3 пациента перенесли серьезные травмы, приведшие к повреждению плечевого сплетения – пучка нервов, бегущих от позвоночника к кисти. Несмотря на все усилия врачей рука оставалась парализованной. Часть нервных волокон передавала сигнал, но нервный импульс был недостаточен для того, чтобы пациент смог двигать кистью. А если бы у кисти был дополнительный источник энергии, своеобразная батарейка, которую можно было заряжать от сети? Этого нельзя достичь с реальной кистью из плоти и крови, но можно попытаться заменить ее протезом, снимаемым на ночь для подзарядки.

Идея проста, но осуществление нужно было тщательно продумать и филигранно выполнить.

Прежде всего, чтобы усилить руку, пациентам пересадили туда ножные мышцы. В течение трех месяцев доктор Азманн ждал, чтобы нервные волокна проросли в новую мышечную ткань, а затем некоторое время работал над их активацией с помощью браслета с искусственными электрическими датчиками. Затем пациенты научились управлять «виртуальной» рукой, и, наконец, Азманн ампутировал кисти пациентов и заменил их протезами, контролируемыми мышцами руки и датчиками.

У всех трех пациентов их протезы работают гораздо лучше, чем кисти после травмы. Все трое могут держать предметы, наливать воду в стакан из кувшина и даже застегивать пуговицы. Постепенно моторика совершенствуется, и количество функций кисти увеличивается. Если сначала в стандартном тесте на функционирование кисти пациенты Азманна набирали только 9 баллов из 100, то сейчас их оценка – 65.

Самая большая проблема заключается в том, чтобы вернуть кисти осязание: именно оно дает человеку ощущение контакта с реальностью, оно же является ключевым в осуществлении мелких моторных функций кисти. Над этой проблемой работает группа Дастина Тайлера в Медицинском центре ветеранов имени Льюиса Стоукса, (Кливленд, США).

Двум пациентам, потерявшим кисти на производстве, экспериментаторы вживили в своеобразный манжет электродов вокруг трех нервных каналов, проводящих осязательный сигнал от кисти к мозгу. Электроды, стимулирующие различные участки нервного волокна, были присоединены проводами к устройству, передающему импульсы различной частоты, и непосредственно к протезу кисти.

Команда подключала все пальцы по очереди, и испытуемый сообщил о покалывании в большом пальце, потом в указательном и так далее. Наконец, он снова ощутил утраченную кисть.