Современное протезирование и тактильные ощущения

Многие люди, лишенные конечностей, мечтают о радости движения и осязания. Помните кадр из фильма «Звездные войны», где после установки протеза манипулятор с иглой проверяла чувствительность новой руки? Повезло персонажам этой саги, ведь во многих фантастических вселенных чувствительность терялась раз и навсегда. Тот же Эйзенхорн из Warhammer 40,000 никогда не мог показать эмоции лицевыми мышцами и даже статус инквизитора и большая власть не позволили ему восстановить эту способность. Почему так строго обошлись с людьми авторы мира Warhammer – не известно, то ли мысль не пришла на ум, то ли герои от этого получаются менее эпическими. В любом случае уже сейчас жители реального мира имеют преимущество перед Эйзенхорном.

Недавно компания Deka получила разрешение от американского Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) на продажу протезов рук. Одобрение этой организации снимает формальные препятствия по распространению этих протезов.

Их детище Deka Arm многие называют Luke в честь Скайуокера из саги «Звездные войны». Добрый папа Вейдер отрубил сыну руку в небесном городе, и будущий великий джедай вынужден был ходить с искусственной.

Основными особенностями Deka Arm являются высокая точность движений и возможность осуществлять несколько действий одновременно, например: сгибать локоть и пальцы одновременно. Доказательством высокой точности стал тест, где пользователь смог поднять сырое яйцо, не сломав скорлупу. Все это работает за счет биоэлектрического тока, который приводит мышцы в движение. Этот ток считывается, перекодируется в машинный код, и команда осуществляется протезом. На данный момент доступно 10 движений.

Осязание протезов

К сожалению, имеются конструктивные ограничения на использование: данный протез не может использоваться людьми, у которых рука ампутирована в локте или запястье. Использование «Люка» возможно, если рука ампутирована у плеча, в середине верхней или нижней части руки. Несмотря на достаточно серьезное ограничение, Deka Arm является мощным прорывом в протезировании. Стоимость к сожалению пока не сообщается.

Несмотря на все плюсы, представленные выше, все мы понимаем, что людям кое-чего будет сильно не хватать. Как прожить без ощущений? Радость движения быстро отступит, как только поймешь отсутствие такой важной детали как осязание. Но и с этим ученые помогут разобраться. Уже сейчас в журнале Science от 16 октября 2015 года опубликована статья Полины Аникеевой и Райана Коппеса (Ryan A. Koppes) о создании искусственной кожи. Нет, это не заменитель для трансплантации,а эластичная пластиковая кожа для протезов. При помощи нее можно понять силу прикосновения, ощутить шероховатости поверхности. С последним пока сложнее — отличить текстуру ткани пока не получится. Тем не менее уже сейчас сигналы можно донести в мозг и почувствовать касание на себе. Кожа состоит из двух слоев:

  • Наружный слой с сенсорами. Сенсоры по функционалу заменяют природные механорецепторы и находятся на том же уровне, что и настоящие
  • Внутренний слой напичкан электроникой, которая доставляет сигналы к нервным клеткам

Успехи могут показаться не серьезными, но это действительно важный шаг. Сейчас главная задача инженеров и ученых разработать следующее поколение покрытия, способного различать температуру и довести уровень осязания, когда испытуемые смогут различать ткани на ощупь(для начала шелк от вельвета).

Итоги:

Ученые не сидят на месте и, возможно, скоро потеря конечностей перестанет быть критичной для развитых стран. К тому же, выглядеть протез, покрытый искусственной кожей будет куда привычнее. А когда разберемся с людьми, то технологии дойдут до роботов и индустрии развлечений.

Leave a Reply