Ученые создали протез руки, который может ощущать температуру

Впервые человек с ампутированной рукой смог ощутить через протез температуру. По словам исследователей, теперь преодолено одно из последних препятствий на пути к тому, чтобы наделить протез полным спектром чувств, доступных человеческой конечности.

Команда достигла этого успеха, имплантировав небольшое устройство в протез руки пациента. В него входил датчик температуры, который размещался на кончике указательного пальца и был соединен с устройством, или термодатчиком, подключенным к тому, что осталось от руки пациента. Это создало петлю обратной связи, в которой изменения температуры, обнаруживаемые датчиком, передавались в центральную нервную систему пациента; затем мозг интерпретировал изменения температуры как "ощущаемые" в отсутствующей руке.

Фабрицио, 57-летнему мужчине из Италии, фамилия которого не разглашается по соображениям конфиденциальности, ампутировали правую руку ниже локтя. Более года он участвовал в лабораторных экспериментах и, в конечном итоге, смог ощутить температуру через модифицированный протез конечности.

Например, в одном эксперименте Фабрицио успешно различал визуально идентичные бутылки с водой, температура которых варьировалась от 40° C до 20° C. Он правильно определял температуру каждый раз, когда пользовался новым протезом. Для чистоты эксперимента, он также пробовал определить разницу, пользуясь обычным протезом, но угадывал лишь в 33% случаев. 

В другом тесте он гораздо быстрее сортировал металлические кубики с разной температурой с помощью нового протеза, чем без него.

В другой раз, с завязанными глазами, Фабрицио отличал человеческую руку от протеза, просто дотрагиваясь до нее.

Исследователи, создавшие новое устройство, описали свои результаты в статье, опубликованной в 9 февраля в журнале Med. 

"Мы склонны недооценивать важность руки как способа эффективного взаимодействия с другими людьми", - говорит Сильвестро Микера, соавтор исследования и профессор трансляционной нейроинженерии в Швейцарском федеральном технологическом институте Лозанны.

В 2023 году Микера и его коллеги обнаружили, что люди, которым удалили части рук, все еще могут определять разную температуру кожи на оставшихся конечностях. 

Команда разработала способ задействовать это оставшееся ощущение, а затем внедрила эту технологию в коммерческий протез конечности. 

Преимущество устройства, по словам Микеры, состоит в том, что вам не нужно менять протез конечности. Теоретически, датчики можно интегрировать в любой коммерческий протез. Устройство также работает от аккумулятора, поэтому его не нужно подключать к сети, что делает его более удобным для ношения.

Сейчас команда дорабатывает устройство — например, они хотят посмотреть, как на его работу могут влиять такие факторы, как температура и влажность воздуха. Вскоре они надеются разработать протез, который восстановит все ощущения.