Управляемый силой мысли экзоскелет помог паралитикам пообедать

Международная группа исследователей впервые использовала экзоскелет с нейроинтерфейсом для восстановления работоспособности конечностей частично парализованных пациентов. Разработанная система может быть смонтирована на кресло-коляску и оснащена механизмом защиты от ложных срабатываний. Результаты работы опубликованы в Science Robotics.

Нейроинтерфейс — система, регистрирующая сигналы в мозге, что позволяет человеку в буквальном смысле силой мысли отправлять команды компьютеру. Нередко такие технологии используются для экспериментальной реабилитации частично парализованных людей — например, недавно ученые из Университета Кейс Вестерн Резерв при помощи мозгового имплантата смогли научить парализованного человека управлять рукой. Одна из распространенных проблем современных нейроинтерфейсов — нестабильность работы таких систем. Как отмечают авторы нового исследования, срабатывание в 90 процентах случаев на практике означает, что человек в одном случае из десяти уронит на себя кружку с горячим кофе. 

Для того, чтобы сделать систему, более подходящую для реального применения в быту, исследователи разработали управляемый нейроинтерфейсом экзоскелет с дополнительным страхующим механизмом, который реализуется специальным движением глаз вбок. Для управления самим экзоскелетом использовалась ЭЭГ-гарнитура, а регистрация движений глаз производилась методом электроокулографии. Это сделано для того, чтобы экзоскелет не выполнил какую-либо команду по ошибке — например, раньше времени не отпустил предмет, находящийся в руке.

Всего для испытаний системы было приглашено шесть добровольцев. Все испытуемые за 8-10 минут освоились с системой, научившись выполнять захват рукой и прерывать непредвиденное движение с помощью ЭОГ. Система была смонтирована на кресло-коляску для возможности использования за пределами лаборатории и добровольцы смогли посетить ресторан, в котором смогли брать в руку бутылку и пить из нее, пользоваться вилкой, брать и передавать банковскую карту, а также есть чипсы руками и расписываться в счете после оплаты. 

В общей сложности каждый доброволец провел четыре часа с экзоскелетом, управляемым нейроинтерфейсом, при этом с помощью ЭОГ было прервано 16,3 ± 4,5 процентов движений экзоскелета. Испытуемые охарактеризовали протестированную систему как применимую в быту и не сообщили о каких-либо побочных эффектах или дискомфорте. По мнению исследователей, система может эффективно использоваться в повседневной жизни парализованных людей, поскольку не требует хирургического вмешательства для установки нейроинтерфейса, проста в освоении и обладает механизмом защиты от ложных срабатываний.

Нейроинтерфейсы нередко используются в экспериментальной медицине, особенно при реабилитации частично или полностью парализованных людей. В Калифорнийском университете, например, научили ходить полностью парализованного ниже пояса человека, а исследователи из Университетов Питтсбурга и Чикаго вернули добровольцу осязание в ампутированной руке, после чего он смог чувствовать прикосновения с помощью протеза.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Для борьбы с глобальным потеплением климатологи порекомендовали заводить меньше детей

Исследователи из Университета Лунда (Швеция) проанализировали эффективность методов сокращения выброса парниковых газов индивидуальными домохозяйствами, которые обычно рекомендуют официальные источники для снижения углеродного следа отдельным человеком. Оказалось, что большинство популярных рекомендаций касательно экологии, представленных в том числе в школьных учебниках, относительно неэффективны. Самыми действенными методами в борьбе с парниковыми газами оказались отказ от автомобиля, авиаперелетов, отказ от мяса и снижение количества детей в семье. Работа опубликована в журнале с открытым доступом Environmental Research Letters.