Наклонные матрицы имплантируемых электродов - эффективное средство для восстановления подвижности парализованных конечностей - «Наука и технологии»

Технологии восстановления разорванных в результате травмы или болезни связей между мозгом и нервными узлами конечностей тела становятся все ближе и ближе к реальности, о чем говорят некоторые удачные эксперименты, проведенные учеными-нейробиологами в последнее время. Свой вклад в это дело внесла группа исследователей из Орегонского университета (Oregon State University, OSU) которая разработала новые высокоэффективные матрицы вживляемых электродов. Применение таких матриц позволит не только обойти повреждения спинного мозга, но и обеспечить функционирование высокотехнологичных протезов различных типов.

Напомним нашим читателям, что основной причиной паралича конечностей является разрыв нервных связей, который обычно происходит в области спинного мозга в результате травмы или заболевания. При этом, нервные ткани и мускулатура парализованных конечностей или других частей тела остается в полной работоспособности и здравии. И для восстановления подвижности требуется всего лишь обойти поврежденные участки нервной системы.

В своих экспериментах ученые внедрили матрицы из 100 электродов USEA (Utah Slanted Electrode Array), площадью по 16 квадратных миллиметров, в нервные ткани конечности подопытного животного, кошки в данном случае. Матрица состоит из электродов разной высоты, что обеспечивает ее контакт с различными слоями нервных тканей.

Электроды одной матрицы были подключены к специализированному контроллеру Proportional-Integral-Velocity (PIV), который, основываясь на анализе потока входных данных, обеспечивал выдачу соответствующих электрических импульсов на отдельные электроды второй матрицы, подключенной к нервной системе ниже места искусственного разрыва. И в результате всего этого кошка снова обрела способность двигать своей конечностью, при этом, совершаемые движения были достаточно плавными.

В отличие от аналогичной работы швейцарских ученых, которые использовали беспроводные технологии, в случае системы, созданной в OSU, для организации связи требуется некое промежуточное устройство. При должном подходе к этому, размеры устройства-транслятора нервных сигналов могут быть сокращены до размеров небольшого мобильного телефона. И, несмотря на некоторые неудобства с проводами, проводное подключение обеспечивает большую скорость и большую надежность передачи нервных сигналов, что положительно сказывается на качестве совершаемых движений.

"Мы надеемся, что практические решения на базе подобных систем передачи нервных импульсов появятся на рынке максимум через пять-десять лет" - рассказывает В. Джон Мэтьюс (V John Mathews), профессор из Орегонского университета, - "И даже те несколько шагов или простых движений, которые сможет сделать парализованный человек при помощи первых образцов новых устройств, смогут буквально перевернуть его жизнь коренным образом".