Название этой научной организации говорит само за себя: в Лаборатории бионической интеграции занимаются объединением технологий и биологии человека. Последний проект лаборатории демонстрирует потенциал такого подхода.

Вибрирующий гаджет и сенсорная иллюзия дают инвалидам естественное ощущение, что их сделанные из пластика и металла руки движутся в пространстве.

Пол Мараски, биоинженер из Кливлендской клиники научно-исследовательского института Лернера, занимается изучением проблем управления протезом руки с помощью мысли. Отобранные пациенты прошли процедуру перенаправления и переназначения некоторых нервов, первоначально предназначенных для контроля теперь уже отсутствующих у них конечностей.

Например, в используемой сегодня ортопедической системе нерв, который изначально контролировал движения в локте, часто перенаправляется на мышцы груди. Затем датчик устанавливается на грудную клетку, чтобы снимать электрическую активность мышц. Когда инвалид пытается двигать этим отсутствующим локтем, нервный сигнал активирует движение мышцы на груди. Это движение мышцы преобразуется в команду для протеза локтевого сустава, давая инвалидам интуитивно понятный способ перемещения протеза руки.

Но такие сложные конечности использовать непросто. Несмотря на интуитивный способ отправки команд движения, они не обеспечивают какие-либо отзывы о движении. Пользователям приходится использовать зрение, чтобы компенсировать этот минус.

Новое исследование Лаборатории бионической интеграции обеспечивает чувство движения, которое называется кинестетическое ощущение (оно отличается от осязания).

Команда Мараски решила использовать известные тактильные иллюзии. У имеющих все части тела людей вибрация различных сухожилий руки на определенной частоте создает иллюзорное ощущение, что конкретные суставы двигаются.

Исследователи использовали вибрирующий гаджет, закрепленный на мышце с перенаправленными нервами руки. Создана библиотека вибраций на разных частотах, обеспечивающих иллюзорные ощущения движений: сжатие пальцев в кулак, вращение запястьем, сжимание пальцев вместе и т. д. Затем пациентов просили выслать определенные команды движения к протезам. Каждая команда движения поступала на протез для перемещения локтя, например, а также на вибрирующий гаджет, чтобы создать иллюзию движения локтя.

С этим восстановленным чувством движения конечностей инвалиды могут выполнять задачи на движение даже с завязанными глазами. С помощью системы Мараски, инвалиды могут отправлять команды движения для протеза и получать сенсорную обратную связь о движении механической руки.