​Можно ли привыкнуть к бионическому протезу?

Нейробиологи из Чикагского университета и Технологического университета Чалмерса выяснили, что, хотя мозг человека и осваивает новые моторные навыки после протезирования конечностей, он совершенно не адаптируется к получению сенсорной информации от бионических протезов.

Это неприятное открытие создаёт серьёзное препятствие для дальнейшей разработки протезов конечностей, способных передавать тактильные ощущения.

В контролируемом исследовании участвовали три пациента, чьи руки были ампутированы выше локтя и заменены нейромышечно-скелетными протезами, которые прикреплялись непосредственно к их плечевой кости.

Испытуемые могли управлять протезом благодаря сигналам от электродов, имплантированных в остаточные мышцы руки, и получать сенсорную обратную связь через другой набор вживлённых электродов.

По замыслу сенсор на большом пальце протеза должен был стимулировать нерв и вызывать ощущение прикосновения. Однако выбор точного расположение электродов оказался проблемой, и пациенты сообщали об ощущениях касания в области ладони или других пальцев.

Первоначальным предположением нейробиологов была необходимость привыкания. Считалось, что после периода адаптации сенсорная карта мозга перестроится, и пациенты начнут воспринимать сигналы так, как это было задумано.

К сожалению, даже после года ежедневного использования бионических протезов субъективные ощущения пациентов не претерпели никаких изменений: они по-прежнему не могли корректно сопоставить их расположению сенсорных датчиков на протезах.

«Главная проблема с нынешними сенсорными интерфейсами заключается в том, что во время имплантации электродов невозможно определить, какая часть нерва соответствует какому ощущению. Электроды не всегда попадают точно в то место, которое соответствовало бы расположению сенсора в протезе руки. Мы надеялись, что при ежедневной практике со временем мозг разрешит это несоответствие, но шли месяцы тренировок, и всё оставалось как прежде», — сказал ведущий разработчик нейромышечных протезов, доцент кафедры бионики Технологического университета Чалмерса Макс Ортиз Каталан.

Эти результаты бросают вызов преобладающей догме относительно пластичности мозга и возможностей реабилитации после потери конечности. Многие исследователи полагали, что мозг обладает высокой способностью к реорганизации, но, похоже, это свойство было сильно переоценено.

Источник: Cell Reports