Вибрации восстанавливают чувство движения в протезировании

Ученые воссоздают проприоцепцию для людей с искусственным оружием, используя перцептивную иллюзию. Таким образом, вибрации восстанавливают чувство движения в протезировании.

Управление конечностями

Когда в 2006 году автомобиль Аманды Киттс попал в аварию с грузовиком «Ford F-350», ее рука была повреждена. «Она выглядела как фарш», вспоминает Киттс, которой сейчас пятьдесят лет. Ее немедленно отвезли в больницу, где врачи ампутировали то, что осталось от ее конечности. В то время Киттс обнаружила, что исследователи из Чикагского реабилитационного института изучали новый метод, называемый целевой реиннервацией мышц, который позволит людям контролировать моторизованное протезирование с их умами. Процедура, которая включает хирургическое перекручивание остаточных нервов из ампутированной конечности в соседнюю мышцу, позволяет связанным с движением электрическим сигналам, направленным от мозга к иннервированным мышцам, перемещать протезное устройство. Киттс сразу же поступила в кабинет, где ей провели операцию по реиннервации примерно через год после ее несчастного случая. С ее новым протезом Киттс восстановила функциональную конечность, которую она могла использовать только своими мыслями. Но что-то важное отсутствовало. «Я смогла переместить протез, просто подумав об этом, но я все еще не мог сказать, держу ли я что-нибудь или что-то отпускаю», - говорит Китс. «Иногда мои мышцы могут сокращаться, и все, что у меня было, падало, поэтому я обнаружила, что смотрю на свою руку, когда я ее использую».

Чувство кинестезии

То, что протезная конечность Китс не обеспечена, - это чувство кинестезии - осознание того, где находятся части тела и как они перемещаются. Кинестезия - это форма проприоцепции с более конкретным фокусом на чувстве движения, чем на положении. Принимая во внимание большинство людей, кинестезия - это то, что позволяет нам бессознательно схватить кружку кофе со стола или быстро поймать падающий предмет, прежде чем он упадет на землю. «Это то, как мы делаем такие приятные, элегантные, скоординированные движения, но вы не обязательно об этом думаете, когда это происходит», - объясняет Пол Мараско, невролог из Кливлендской клиники в Огайо. «Между мышцами и мозгом существует постоянная и быстрая связь». Мозг посылает намерение двигаться в мышцы, и осознание этого движения возвращается в мозг. Протезная технология значительно продвинулась в последние годы, но проприоцепция - это то, что многие из этих современных устройств все еще не могут воспроизвести. Несмотря на низкую технику - устройства работают с помощью велосипедной тормозной системы, которая питается от собственных движений тела - они обеспечивают неотъемлемый смысл проприоцепции. Чтобы восстановить это чувство для ампутантов, которые используют более современное протезирование, ученые решили создать устройство, основанное на том, что известно как кинестетическая иллюзия: странное явление, при котором вибрация мышцы человека дает ей ложное чувство движения.