Прогресс в нейронауках и биомедицинской инженерии обуславливает большие надежды на футуристичные протезы, которые практически неотличимы от настоящей конечности. Ключевой момент в разработке подобных устройств заключается не только в том, чтобы устройство работало по нейрональной активности пользователя, но также и в его способности точно передавать сенсорную информацию.
В новой работе, опубликованной в журнале Cell Reports, подчеркивается сложность в решении таких проблем. По данным трех пациентов с ампутированными конечностями и использующих нейромышечные протезы-руки, исследователи определили, что даже спустя год после использования этих сложных устройств, сенсорная информация все также не соотносится с расположением датчиков на протезах. Это говорит о пределах способности нервной системы адаптироваться к различной афферентной информации.
Участники исследования контролируют протезы благодаря электродам, имплантированным в остаточные мышцы руки, а сенсорную информацию получают за счет другого набора электродов. Сенсоры вызывают возбуждение нерва, что в итоге приводит к ощущению прикосновения.
"Одна из главных проблем с нейроэлектродами заключается в том, что во время хирургии невозможно точно установить, как определенная часть нерва соотносится с каким-либо ощущением. Поэтому электроды зачастую закрепляются не в том месте, где в свое время имел окончание нерв", – рассказывает ведущий автор исследования и разработчик нейромышечных протезов Макс Ортиз Каталан, профессор бионики из Швеции. "Мы надеялись на то, что интенсивные тренировки с протезами на протяжении многих дней и месяцев помогут мозгу начать правильно сопоставлять ощущения".
Но ни один участник исследования в итоге так и не отметил этого. Таким образом, феномен нейропластичности не оправдал надежд биомедицинских инженеров. Результаты исследования подчеркивают необходимость правильной имплантации электродов при использовании нейромышечных протезов.
Источник: https://www.cell.com/cell-reports/pdf/S2211-1247(20)31528-X.pdf
