В Институте реабилитации Чикаго разработана мыслеуправляемая бионическая нога

Исследователи из Института реабилитации Чикаго (RIC) опубликовали в научном журнале «NewEnglandJournalofMedicine» сообщение о создании искусственной ноги, которая может воспринимать электромиографические (ЭМГ) сигналы от нервных окончаний мышц бедра для управления передвижением.

Их разработка комбинирует актуальные данные о местоположении и перемещении с ЭМГ-сигналами и делает вывод о том, как человек хочет передвинуть ногу. Она также автоматически переключается между различными сценариями ходьбы, которые включают в себя, к примеру, прогулку по плоской поверхности, а также подъем по лестнице или на небольшое возвышение.

Роботизированные протезы для ног, как правило, легче в разработке, чем искусственные руки, так как они требуют свободу передвижения в меньшей степени. Поскольку ноги при ходьбе двигаются с повторением одних и тех же действий, подобные протезы обычно проектировались таким образом, чтобы они могли почувствовать движение владельца и отреагировать на него. Но они никогда не могли по-настоящему откликаться на прямое намерение инвалида.

В RICсообщают, что исследования проводились при участии Зака Воутера, потерявшего нижнюю конечность. Кроме этого, в 2009 году он перенес операцию мышечной реиннервации, которая является совместной разработкой ученых Северо-Западного Университета и Института реабилитации. Эта процедура позволила перенаправить нервные окончания из поврежденной мышцы ампутированной части ноги к здоровой мышце подколенного сухожилия над коленом.

Таким образом, когда перенаправленные нервы заставляют мускулы сокращаться, сенсоры на ноге пациента фиксируют слабые электрические сигналы. Специально разработанная компьютерная программа анализирует эти сигналы, а также данные, полученные от сенсоров роботизированной ноги. Она моментально распознает тип движения, которое человек пытается совершить, и посылает соответствующие команды протезу. Использование мышечных сигналов вместо механических датчиков делает такую систему более интуитивной и безопасной.

По словам Воутера, роботизированная нога работает намного лучше обычного протеза. Она реагирует быстрее и гораздо правильнее, что позволяет передвигаться практически так же легко, как и до ампутации. Впервые со дня травмы Воутер может ходить вверх и вниз по лестнице и изменять положение протеза, всего лишь подумав о движении, которое он хочет выполнить. Это огромное достижение для всех людей, лишившихся ног.