В России исследуют системы очувствления бионического протеза

К исследованию снижения и прекращения фантомных болей у людей с ампутированными верхними конечностями приступили эксперты Дальневосточного федерального университета, компании Моторика и Сколтеха.

Уникальное российское исследование поможет оценить перспективы создания системы очувствления бионического протеза. 

Проект реализуется Медицинским центром ДВФУ совместно с компанией «Моторика», участником рынка Нейронет НТИ, и Сколковским институтом науки и технологий.

Исследование является уникальным для России. Впервые для решения столь сложной задачи ― разработки инвазивного устройства, которое обеспечит взаимодействие бионического протеза с организмом человека ― объединяются два крупных университета и технологичный партнер. 

Компания «Моторика» производит несколько видов бионических протезов — кисти и предплечья. Управление в бионических протезах осуществляется за счет сигналов, возникающих при сокращении мышц, которые считывают ЭМГ-датчики или датчики мышечной активности. Новая разработка позволит считывать сигналы мышц инвазивно. При этом функционал протезов постоянно совершенствуется и обновляется. Современный бионический протез обладает функционалом гаджетов.

Как сообщили в ДВФУ, проект позволит изучить эффективность стимуляции периферических нервов для купирования болевого синдрома у пациентов с фантомными и постампутационными болями в верхней конечности. При помощи периферической стимуляции планируется также составить карты фантомной чувствительности для создания системы очувствления протеза. 

Ученые Сколтеха полагают, что эффективность этого подхода может быть значительно улучшена, если стимуляцией периферических нервов управляет нейроинтерфейс — бионическое устройство, считывающее активность коры головного мозга (электроэнцефалограмму) и мышц (электромиограмму). В таком режиме работы нейроинтерфейс считывает желание человека произвести движение рукой, осуществляет его посредством запуска протеза руки и одновременно включает электрическую стимуляцию периферических нервов. Таким образом стимуляция имитирует сенсорные эффекты, вызываемые произвольными движениями руки в норме. Нормализуя таким образом сенсорный периферический приток, система вызывает пластические изменения нервной системы, в ходе которых патологические болевые ощущения заменяются нормальным восприятием движения руки. Ученые Сколтеха будут использовать в этом проекте уже имеющиеся у них разработки нейроинтерфейсов.

К исследованию приглашают пациентов в возрасте от 18 до 65 лет, имеющих болевой синдром в результате перенесенной ампутации верхней конечности. Заявку на участие в можно направить на электронный адрес: .

Сегодня ДВФУ выступает площадкой для проведения хирургического лечения, последующего тестирования и контроля процесса адаптации установленных систем пациентам под наблюдением профильных специалистов. Компания «Моторика» участвует в разработке решений, которые позволят пользователям бионических протезов быстрее адаптироваться, управлять и чувствовать протезом руки. Для Сколтеха этот проект — часть программы по разработке нейроинтерфейсов, управляющих нейростимуляцией и нейромодуляцией. Такие интерфейсы, как полагают ученые Сколтеха, могут применяться для нейрореабилитации широкой группы неврологических патологий.

«Фантомная боль в конечностях является серьезной проблемой для пациентов, перенесших ампутацию. Она влияет на физическое, психологическое и функциональное здоровье 50–80 процентов людей с ампутированными конечностями, что ухудшает их качество жизни. Известные варианты лечения для фантомного болевого синдрома не совсем эффективны и не приводят к полному выздоровлению в большинстве случаев, что требует разработки новых подходов. Наиболее перспективным вариантом лечения может стать нейромодуляция, которая позволит изменить неадаптивную нейропластичность и усилить нисходящие тормозные пути», — сообщил врач-нейрохирург Медицинского центра ДВФУ Артур Биктимиров.

«Мы полагаем, что если стимуляция периферических нервов происходит при активных движениях, контролируемых через нейроинтерфейс, такой метод лечения фантомных болей будет гораздо более эффективен, поскольку восстанавливается и способность управлять движениями активностью мозга, и восприятие этих движений через сенсорные импульсы»,

— полагает профессор Сколтеха Михаил Лебедев.

«Инвазивные технологии являются ключевым направлением в разработке протезов будущего, которые смогут независимо управлять движениями каждого пальца, передавать ощущения от предметов в центральную нервную систему и нивелировать фантомные боли. В связи с этим, компания Моторика активно инвестирует и ведет разработки инвазивных мио- и нейроинтерфейсов и планирует из дальнейшее активное внедрение не только в сфере протезов рук, но и других ассистивных изделий», — прокомментировал Илья Чех, со-основатель и Генеральный директор компании „Моторика“.

24.05.2021