Создание бионических имплантатов может коренным образом изменить понятие о протезировании. Команда исследователей из Case Western University изобрела бионическую руку-протез, которая способна воссоздавать для её обладателя спектр ощущений при прикосновениях. До недавнего времени подобные изобретения можно было встретить лишь в научно-фантастических книгах и фильмах. Однако с развитием передовых технологий, бионические изобретения становятся вполне реальным, способными служить во благо медицины.
Исследователи сделали возможным ощущать измерения от 20 сенсорных датчиков, которые передают данные о силе воздействия на бионическую руку. Вся информация о том, с какой чувствительностью касаются искусственной руки, передается, в конечно итоге, в мышцы предплечья человека.
Данные датчиков напрямую связаны с чувствительными нервными окончаниям в предплечье пациента, создавая собственный интерфейс между органическими тканями и искусственной рукой. Имплантируемый электрод, известный как манжетный микроэлектродный массив, или, выражаясь проще, — манжетный электрод, является основным компонентом в бионической руке. Разработки подобного электрода продолжались в течении многих десятилетий. Основная функция манжетного электрода, представляющего собой пластину из гибкого материала с несколькими электродами на поверхности, направлена на электрическую стимуляцию мышц и прием сигналов от нервных волокон. При этом нежелательные воздействия на нервные окончания "чужеродного" устройства сводятся к минимуму. Новые манжетные электроды теперь могут взаимодействовать с отдельными группами аксонов (составная часть нейрона), избегая проникновения в их защитные оболочки.
Процесс адаптации электрода не был чем-то сверхсложным. Настоящая же проблема заключалась в поддержке стимуляции различных видов аксонов в течении длительного времени. В предплечье существует три основных типа нервных окончаний: средний, радиальный и локтевой. Они соединяют вместе моторные и чувствительные нейроны в разнообразные пучки. Сегодня ученые применяют один манжетный электрод для одного нерва, чтобы установить обмен данными между ним и 20 сенсорными датчиками. При использовании нескольких электродов с одним и тем же нервом становится возможным ориентироваться на многочисленные нейронные связи. Сигналы, которые передаёт бионический протез нервным окончаниям своего хозяина, будут максимально похожими на тактильных ощущений настоящей руки.
Но сама суть бионических разработок — это дать человеку, лишившемуся конечности, почувствовать себя полноценным, ощущая касания и воздействия на искусственную руку, будто она покрыта настоящей кожей.
Источник: 3dnews.ru
|
