Ученые работают над отзывчивыми робопротезами
В новом проекте Чикагского университета ученые показали, как люди могут управлять роботизированными протезами при помощи электродов, вживленных в мозг. Исследование поможет людям, потерявшим руку много лет назад, вновь управлять конечностью, только слегка модернизированной, пишет Futurity.
Проект возглавил Николас Хатсопулос, профессор биологии и анатомии Чикагского университета. Предыдущие эксперименты ученого демонстрировали, как парализованные пациенты могут управлять роботизированными конечностями посредством специального интерфейса компьютерной программы. Новое исследование призвано помочь пациентам с ампутированными несколько лет назад конечностями научиться управлять робопротезами.
Проверять теорию о связи мозга с давно ампутированной конечностью взялись на трех обезьянах. Животные еще в раннем возрасте получили травмы, из-за которых потеряли лапы четыре, девять и десять лет назад. Сперва двум подопытным вживили электроды в область головного мозга, противоположную ампутированной конечности — та самая сторона, которая «общается» с потерянной лапой. Третьей обезьяне имплантировали электроды в область мозга, отвечающую за сообщение с неповрежденной конечностью. Затем животных научили перемещать роботизированные руки и ловить ими мяч, используя лишь силу мысли. Так ученые смогли не только выявить активность нейронов, но и рассчитать, как они соединяются друг с другом на всех этапах исследования.
Связь между нейронами у двух первых обезьян в начале испытаний была редкой, ведь они из-за ампутации долгое время не использовались. Но уже в процессе обучения связи стали более плотными при активности вроде захвата объекта. Результаты третьей обезьяны, наоборот, сначала были более высокими, а затем, по мере тренировок соединения нейронов, истощились.
Это означает, что соединения исчезали, когда животное пыталось научиться новой задаче, потому что уже существовала сеть, контролирующая какую-то другую активность. Но через несколько дней нейросвязи стали перестраиваться в новую сеть, которая может контролировать как неповрежденную конечность, так и ампутированную.— Картикеян Баласубраманян, участник исследования
Команда планирует продолжить работу — для того чтобы создавать действительно отзывчивые нейропротезные конечности.
