Una persona sana puede controlar el movimiento de sus extremidades con gran precisión. Esto se debe a que las personas sienten dónde se encuentran actualmente las extremidades y sus elementos. Gracias a esto, la mano y sus componentes individuales se mueven de manera coordinada, por ejemplo, cuando queremos rascarnos la nariz.
Pero las prótesis, incluso las biónicas, son otro asunto. Cuando el dueño de tal prótesis quiere rascarse la nariz, debe tener mucho cuidado. De lo contrario, puedes sacarte el ojo o sacarte los dientes, pero no lograr lo que quieres. Pero en el futuro prometen solucionar este problema.
El trabajo
ya ha comenzado : los científicos del MIT están trabajando en nuevas interfaces de manejo de prótesis neurales. Si todo funciona, manejar las extremidades artificiales será tan simple como realizar operaciones con las piernas, los brazos y sus elementos.
La interfaz se conectará al sistema nervioso de los músculos activos restantes de la pierna o brazo lesionado. Si una persona quiere hacer un movimiento de un pie inexistente, entonces las partes del cerebro que son responsables de esta acción aún se activan, lo que hace que los músculos de las piernas se muevan. Pero las señales de músculos y nervios serán percibidas por la prótesis, que realizará los movimientos necesarios para una persona.
Los investigadores han avanzado lo suficiente en su trabajo, cuyos resultados fueron publicados en los homenajes de Science Translational Medicine. La interfaz discutida anteriormente se llama "interfaz mioneural agonista-antagonista" (AMI). El experimento involucró a un voluntario, un hombre que perdió el pie. Se creó una extremidad artificial para él, que pudo controlar casi tan exactamente como su pie.
Los científicos están muy cerca de formar un solo sistema biónico a partir de una pierna dañada. Ella, de hecho, es un todo único, con elementos cibernéticos y biológicos. "Dado que los músculos están controlados por los nervios, todo está controlado por el cerebro, cuyas señales se transmiten al sistema nervioso, después de lo cual se activa el sistema muscular", dice uno de los desarrolladores.
Una prótesis biónica puede captar señales eléctricas del sistema nervioso. Una persona, pensando, por ejemplo, en cambiar la posición del pie, controla la prótesis. Lo más difícil es descifrar las señales de las terminaciones nerviosas y convertirlas en señales "comprensibles" para la prótesis biónica. En realidad, este es el principal problema para la industria moderna de desarrollar prótesis "inteligentes" biónicas.
Los científicos del MIT pudieron completar este trabajo y asegurarse de que las acciones del pie artificial repitan exactamente el deseo de la persona de manejarlo. Como resultado, el paciente puede hacer movimientos sincrónicos tanto con la prótesis como con el pie + prótesis restante. Según los expertos, la ruta de desarrollo más prometedora para las prótesis es la combinación de elementos tecnológicos y naturales.
Los desarrolladores del pie cibernético creen que su estudio permitirá en el futuro cercano crear prótesis biónicas perfectas para pacientes con partes amputadas de manos o pies.
Y los científicos de la Universidad de Seúl pudieron crear un análogo de un nervio, aunque no para los humanos, sino para una cucaracha. Al conectar este nervio a la pata de la cucaracha, los especialistas pudieron imitar la transmisión de señales desde los nervios de la cucaracha hasta la extremidad. Al final, ella se movió.
Este nervio, que se llama aferente, es responsable no solo del movimiento, sino también de la transmisión de la señal cuando una extremidad toca un determinado objeto. Y estos son receptores, sinapsis y varios otros elementos, análogos de los cuales nadie había creado previamente. Los investigadores en cuestión son un grupo de científicos liderados por Tae-Woo Lee.
El papel de los mecanorreceptores en el desarrollo de los científicos lo juegan los sensores de presión resistivos. Consiste en un electrodo plano de oro y un electrodo de carbono que consiste en nanotubos. El segundo está directamente encima del primero, de modo que con el aumento de la presión, el área de contacto entre ellos aumenta. Y esto, a su vez, permite medir la magnitud de la presión. Probablemente, las prótesis completas con sensores táctiles aparecerán en el futuro cercano, lo que no puede dejar de alegrarse.