Протезы будущего: как нейронные сигналы контролируют положение руки

Исследователи из Немецкого центра приматов Лейбница разработали новый протокол для интерфейсов "мозг — компьютер", который позволяет точно управлять протезами рук с помощью сигналов мозга.

Фото: www.flickr.com by The U.S. Food and Drug Administration, PDM

Впервые ученые смогли доказать, что ключевыми для управления протезами являются нейронные сигналы, контролирующие положение руки, а не скорость движения, как предполагалось ранее.

Этот прорыв в изучении нейропротезов особенно важен для улучшения управления искусственными конечностями, что может значительно помочь пациентам с параличом вернуть подвижность.

Долгие годы ученые исследуют нейропротезы — искусственные руки, кисти и ноги, которые могут дать подвижность людям с поврежденными нервными связями.

Интерфейсы "мозг — компьютер" декодируют сигналы мозга, превращая их в движения, и таким образом управляют протезами.

Однако до недавнего времени эти устройства не могли обеспечить достаточно точную мелкую моторику, что ограничивало их использование в повседневной жизни.

В ходе эксперимента учёные работали с макаками-резусами, так как их нервная система и мелкая моторика хорошо развиты, как и у людей.

Обезьяны сначала обучались управлять виртуальной рукой на экране с помощью реальных движений, которые записывались через перчатку с магнитными датчиками.

После освоения задачи их обучили управлять виртуальной рукой мысленно, "представляя" захват.

Учёные адаптировали алгоритм, который преобразует нейронные сигналы в движения виртуальной руки, основываясь на положении рук и пальцев.

Уточнения

Нейропротезирование — дисциплина, лежащая на стыке нейробиологии и биомедицинской инженерии и занимающаяся разработкой нейронных протезов.
Нейронные протезы являются электронными имплантатами, которые могут восстановить двигательные, чувствительные и познавательные функции, если они были утрачены в результате травмы или болезни.