Стимуляция спинного мозга вернула безруким пациентам ощущение прикосновения

Небольшие стандартные имплантаты могут стать частью протезов, наделённых осязанием.

Небольшие стандартные имплантаты могут стать частью протезов, наделённых осязанием.
Фото UPMC.

Ли Фишер и пациентка, участвовавшая в исследовании.

Ли Фишер и пациентка, участвовавшая в исследовании.
Фото UPMC.

Небольшие стандартные имплантаты могут стать частью протезов, наделённых осязанием.
Ли Фишер и пациентка, участвовавшая в исследовании.

Как выяснили учёные, для того чтобы вернуть осязание носителям протезов, можно использовать стандартную медицинскую процедуру. Речь идёт о стимуляции спинного мозга, которая обычно используется для лечения хронических болей. Такой вывод сделан в научной статье, опубликованной в журнале eLife.

Здоровый человек может взять в руки куриное яйцо, не раздавив его, и поднести ко рту чашку кофе, даже не взглянув на неё. Эти и другие повседневные действия кажутся очень простыми, но на деле требуют виртуозного управления собственными движениями. И важную роль в нём играет осязание. Протезы плохо заменяют живые руки в том числе и потому, что они не позволяют человеку чувствовать, к чему он прикасается.

Многие научные группы по всему миру работают над тем, чтобы вернуть пациентам с ампутированными руками способность знакомиться и общаться с миром на ощупь. Но пока специалистам по силам создать лишь несовершенное подобие осязания. И даже такой результат обычно достигается путём сложной нейрохирургической операции, которую может провести не всякий специалист.

Теперь же учёные выяснили, что ощущения, возникающие при прикосновении, можно восстановить при помощи стандартной медицинской процедуры.

"Уникальность этой работы в том, что мы используем устройства, которые уже вживляются 50 тысячам человек в год для лечения боли – врачи во всех крупных медицинских центрах страны знают, как выполнять эти хирургические процедуры, – и получаем такие же результаты, как и при применении узкоспециализированных устройств и процедур", – рассказывает соавтор исследования Ли Фишер (Lee Fisher) из Питтсбургского университета.

Ли Фишер и пациентка, участвовавшая в исследовании.

В новом исследовании приняли участие четыре добровольца, некогда переживших ампутацию руки. Им в позвоночник вживлялся имплантат, который обычно используется для эпидуральной стимуляции спинного мозга. Это широко распространённое средство лечения хронической боли. Устройство генерирует электрические импульсы, которые тормозят передачу болевых сигналов в головной мозг.

Однако на этот раз исследователи чуть-чуть изменили место внедрения имплантата. В результате его работа провоцировала у пациентов осязательные ощущения в отсутствующей руке.

Исследователи посылали электрические импульсы через разные точки вживлённых электродов, а испытуемые сообщали о своих ощущениях.

Все четыре участника отмечали, что у них появилось чувство прикосновения и давления, хотя оно часто сопровождалось нехарактерным для нормальной работы осязания покалыванием или зудом.

Учёные отмечают, что в течение всех 29 дней эксперимента имплантаты не смещались в позвоночнике испытуемых. Это очень важно, поскольку смещённое устройство может начать стимулировать "незапланированные" нервы с незапланированным же результатом.

Авторы предлагают в будущем использовать следующую схему. Протез, наделённый датчиками давления, посылает сигнал на имплантат. Тот стимулирует спинной мозг, и человек испытывает чувство прикосновения к предмету, которого он касается протезом.

Конечно, учёным предстоит преодолеть немало трудностей, прежде чем такая система станет реальностью. Например, человек должен почувствовать, коснулся ли он предмета всей ладонью или, скажем, кончиком указательного пальца. В связи с этим особенно интересно, что три из четырёх добровольцев говорили об осязательных ощущениях в конкретном пальце или небольшом участке ладони отсутствующей руки.

Исследователи подчёркивают, что их работа демонстрирует только принцип действия будущих протезов. До коммерческого продукта ещё очень далеко. Но теперь по крайней мере есть надежда, что каждый человек с протезом руки однажды сможет ощутить рукопожатие.

К слову, ранее Вести.Ru рассказывали об электронной коже, быстро и точно имитирующей осязание. Писали мы и о том, как электронные протезы "научились" чувствовать боль.