Первый в мире человек с механической рукой: chyyr

Первый в мире человек с механической рукой: chyyr

Абсолютно фантастическая новость из Швеции, увиданная в сообществе ру-биология.

Без малого два года назад в Швеции человеку, потерявшему руку, имплантировали в культю электроды, которые затем подключили к протезу. Электроды считывают информацию с мышц и передают на компьютер, расположенный в протезе. Компьютер обрабатывает сигналы и передает их движущим механизмам кисти. Утверждается, что в результате швед до некоторой степени владеет рукой.

Что особо интересно, часть электродов подсоединена к нервам. Стимулируя эти нервы удается имитировать тактильные ощущения. Эта обратная связь пока, как я понял, находится в зачаточном состоянии, но журналисты оптимистичны.

На сайте есть ролик, где можно посмотреть, как это выглядит. Конечно, кадры не самые наглядные (журналисты подбирали те, что покрасивее, поэтому много тех, где рука движется в плече, а плечо-то как раз свое), но все равно любопытно. Текст на шведском; увы, на слух я его почти не воспринимаю, так что перевода дать не могу. По тому, что я уловил, в целом то же, что в статье на сайте)

Под катом - самодельный перевод статьи, размещенной на сайте шведской телекомпании SVT.
Статья представляет по стилю что-то вроде конспекта новостного сюжета, но какие-то подробности оттуда вытащить можно.

Магнус Ниска из шведского города Хапаранда - первый в мире человек с механической рукой, постоянно подсоединенной к нервам и мускулам. Все это он приобрел в результате операции проведенной в январе 2013 года. Сейчас он может управлять протезом при помощи мысли и постепнно обретает возможность осязать.

Магнус Ниска, потерявший руку десять лет назад, сегодня бросает вызов нашему представлению о том, что такое машина и что такое человек.

-Еще недавно я не осознавал, что я - самый первый в своем роде, - говорит Магнус Ниска после тренировки с протезом в лаборатории в Гётеборге.

Некоторое время назад Магнус отправился из Хапаранды в Гётеборг, чтобы научиться управлять своей новой механической рукой и осязать ею. Протез управляется импульсами непосредственно от мускулов плеча(överarmen), а ощущения передаются локтевым нервом (armbågsnerven).

-Чувствуешь себя как будто победителем в лотерее, жизнь стала гораздо лучше, если сравнивать с тем, как я жил раньше, и продолжает улучшаться. Будущее уже наступило - говорит Магнус Ниска.

Засекреченная личность

В январе 2013-го Магнус стал первым в мире человеком с механической рукой, постоянно подсоединенной к нервам и мускулам. Причиной того, что для эксперимента ученые выбрали именно Магнуса, стало его хорошее здоровье и тот факт, что живет он в Норрланде, где традиционные протезы плохо функционируют по причине холода.

Личность Магнуса вплоть до недавнего времени была засекречена. Ученые из Больницы Сальгренского Университета (Sahlgrenska universitetssjukhuset) и Технического университета Чалмерса (Chalmers tekniska högskola) хотели быть уверены, что механическая рука работает именно так, как должна

-Все прошло замечательно. Это невероятно. Сигналы между Магнусом и протезом передаются идеально, - говорит Макс Ортис Каталан, докторант в научно-исследовательской группе Медицинских сигналов и систем при Университете Чалмерса.

Так это начиналось...

В начале девяностых Магнус Ниска работал в сельско-хозяйственной отрасли в Хапаранде. Тот день, когда он загружал сено в кузов, изменил его жизнь навсегда.

-Я встаю на первую ступеньку из трех, делаю шаг и - бум!

Магнус падает и ударяется локтем. Прямо под локтем остается небольшая синяя отметина, которая довольно сильно болит. Она оказывается опухолью, которая начинает разрастаться в локтевую кость (underarmsbenet). Только после нескольких лет опухоль удается удалить.

-Врач сказал мне, что я могу расслабиться, что никакая опухоль не отнимет у меня жизнь, но он беспокоился, что она отнимет у меня кость, - рассказывает Магнус Ниска.

Но и после еще одной операции и радиационной терапии, целых десять лет спустя, опухоль все еще росла внутри кости Магнуса.

Однажды, когда они с его супругой Сусанной рубили на улице дрова, у него заболела рука. Без каких-то видимых причин: не было ни ударов, ни повреждений

-Что-то щелкнуло, как пистолетный выстрел. Я выпил несколько таблеток альведона, который держу дома, и хотел было вернуться на улицу, но их оказалось недостаточно. Ощущение было, будто кто-то вонзает нож мне в руку. Раздирающая на части боль.

Когда Магнус наконец добрался до больницы, выяснилось, что состояние его руки продолжает ухудшаться, так что она никогда не сможет вернуться к нормальной работе, и лучше всего ее ампутировать.

Первый протез.

После ампутации Магнус получил так называемый гильзовый протез (hylsprotes), с креплением того типа, который используется большинством пациентов по всему миру. Такой протез надевается, подобно носку, на культю и держится на месте при помощи ремней, перекинутых через плечо.

-Вернувшись домой, он надел на себя эту штуку. Она была совершенно не выглядела частью его - это было что-то, что он надел на себя, чисто косметическая вещь, - рассказывает сожительница Магнуса Сусанна Хаара.

-Представь, что ты день напролет носишь десятикилограммовый рюкзак. Только и хочется, что снять его, - говорит Магнус Ниска.

С тем протезом, который Манус носил сначала, он мог открывать и закрывать механическую руку с помощью мускулов плеча. Такие протезы впервые появились в 60-х годах. Они с помощью электродов определяли, когда мускулы напряжены, а когда расслаблены. Но поскольку электроды крепились на поверхности кожи, не всегда сигналы доходили до протеза, особенно под влиянием холода или жары.

В последующие годы ученым удалось подключить электроды прямо к мускулам и нервам, под кожей - но лишь во время недолгих лабораторных исследований.

Ученые-первопроходцы из Гётеборга

Пару лет назад группа ученых из Гётеборга решила изучать возможность вживления подкожных постоянных электродов, что должно улучшить электрический сигнал - и жизнь пациента.

-Самым большим вызовом для нас был клинический аспект. Когда с электроникой работают в лаборатории, всегда можно что-нибудь сделать, если она откажет. Но это не удастся, когда прибор находится внутри человека. Потому нужно огромное число точных экспериментов, прежде чем вы начнете, - говорит Макс Ортис Каталан, один из руководителей проекта.

Гётеборгские ученые искали испытуемого, который одновременно здоров, мотивирован и испытывает особую нужду именно в таком протезе, который не барахлит, попадая на холод.

-Мой ортопед позвонил мне и спросил, не хочу ли я вживить себе электроды под кожу. Я ничего не знал, я думал, едешь на время, там тебе вживляют - и бах обратно. Но он ответил, что я стану первым, что никогда никто не делал ничего подобного. Я слегка заинтересовался... черт, я очень заинтересовался.

Операция

После двух этапов подготовки, в январе 2013, Магнуса Ниску наконец оперировали.

-Операция - это всегда нервотрепка, но особенно нервничаешь, когда собираешься делать что-то, чего до сих пор никто другой не делал, - говорит Рикард Бронемарк, доцент ортопедии и главный врач Сальгренского университета.

Двумя годами ранее Магнусу в плечевую кость (armbenet) имплантировали титановый болт(titanskruv), нужный, чтобы протез лучше сидел. Предполагалось ввести электроды через этот болт, который был полый внутри, и использовать их как передатчик сигнала (signalbrygga) между мыслями Магнуса и движениями механической руки.

Электроды, сделанные из титана и силикона (silikon), крепятся вокруг локтевого нерва Магнуса и крепко вшиваются в мускулы саморастворяющейся нитью, которая абсорбируется, когда электроды вживлены в плоть.

Благодаря обширной подготовке все прошло как планировалось:

-У нас сразу были довольно хорошие предпосылки к тому, что все удастся. Но окончательно успокаиваешься уже после операции, тогда можно расслабиться, - говорит хирург Рикард Бронемарк.

Тренировки в лаборатории

Личность Магнуса была засекречена от СМИ, поскольку только после операции начались настоящие исследования. Пришло время Магнусу ходить в лаборатории, чтобы тренировать свою новую механическую руку.

-Теперь главное - это тренировки, - говорит Магнус Ниска

Электроды уже размещены под кожей, но протез состоит из множества деталей кроме передатчика сигналов, которе должны тестироваться.

-Сперва у нас идут электроды, потом усилитель, который усиливает сиглал от напряжения мускулов, - говорит Макс Ортис.

И когда сигналы усиливаются, их должно обрабатывать особое програмное обеспечение, разработанное Максом Ортисом - собственный мозг механической руки, если хотите, - которое в свою очередь кодирует различные движения протеза.

Теперь Магнусу нужно тренироваться сжимать и разжимать руку. Другие движения: движения локтя или кручение кисти - еще ждут своей очереди.

Магнус уникален - со своим протезом, постоянно подсоединенным к мускулам и нервам. И та часть Магнуса, которая стала машиной, работает не только в лаборатории, но даже на работе и в кругу семьи.

-Теперь у него как будто бы есть обычная рука, даже когда он спит, - говорит Сусанна Хаара.

Реакция окружающих

-Наши друзья, родня и знакомые принимают это совершенно естественно, но когда мы едем далеко от дома, и у Магнуса короткие рукава, тогда многие глазеют. Магнус уж предпочел бы, чтобы они задавали вопросы, как делают дети: что это за рука и как она работает, - говорит Сусанна Хаара.

Товарищи Магнуса по работе часто подшучивают над ним:

-Они говорят "вот идет робокоп магнус", и слышать "терминатора" я тоже уже привык, - говорит Магнус Ниска.

Видеть человека с механической рукой в сегодняшнем обществе - вещь довольно необычная. Даже теперь, когда есть возможность в прямом смысле соединить человека с машиной, нет уверенности, что взгляды общества поспеют за быстрым техническим прогрессом...

Это один из вопросов, над которым размышляет разработчик роботов Даника Крагик

-Если кто-то потерял руку или ногу, это привычно, но мы не принимаем протез как часть человеческого тела, это все еще часть машины.

-Полагаете ли вы, что в будущем будут смотреть на них, как на часть тела?

-Да, если те поколения будут видеть такие протезы достаточно часто, и потому не будут, подобно нам, считать их странными.

По мнению Даники Крагик, нет никаких ограничений на то, как в будущем будут развиваться протезы:

-Это как раз самое интересное в научных исследованиях. Может быть, не будет нужды восоздавать руку, которая выглядит как человеческая; все зависит от потребностей.

Будущее

Уже существуют протезы, которые выглядят и могут двигаться почти как человеческая рука - но все они исключительно лабораторные инструменты, которые не используются пациентами в повседневной жизни.

-Цель - поместить туда не только кинематическую структуру. Очень важно, чтобы протез был снабжен множеством сенсоров, чтобы Магнус мог чувствовать тепло и разные структуры, - говорит Даника Крагик.
-Как вы думаете, сколько времени потребуется, чтобы Магнус смог получить доступ к такой руке?
-Пять-десять лет, не больше.

Но по мнению Макса Ортиса главная проблема, стоящая перед ними, не создание все более усовершенствованных механических рук, а вопрос, как научить механические части как можно точнее взаимодействовать с человеческим телом.

Прогресс осязания

Благодаря тому, что ученые кроме всего прочего закрепили электрод на локтевом нерве, Магнус сможет в будущем осязять посредством протеза.

Сейчас Магнус может чувствовать левую часть своей механической руки, когда в лабораторных условиях Макс Ортис стимулирует нерв через титановый имплантат.
-Он чувствует эту часть руки засчет электродов расположены на локтевом нерве, так что когда мы стимулируем этот нерв электрическим импульсом, у него возникают ощущения в соответствующей части руки,- говорит Макс Ортис

Таким образом связь становится двусторонней: Магнус коммуницирует с рукой посредством своих мускулов, и рука коммуницирует с Магнусом через локтевой нерв. Цель тренировок - стимулировать нервы так много, как только возможно, чтобы они могли вернуть свою полную силу.

-Это открывает множество возможностей. Сейчас мы ищем контакта с отдельными нервами. Когда эти нервы вернутся в рабочее состояние, мы, благодаря нашему импланту, сможем начать искать доступ к тысячам нервов, - говорит Макс Ортис.

-Кажется, как будто рука находится здесь, сразу ниже локтя, - рассказывает Магнус Ниска.

Почти биологическая рука?

Макс Ортис и его коллеги начали сотрудничество с нейрофизиологом Йоханом Вессбергом из Гётеборгского университета, экспертом по человеческому осязанию, чтобы уметь сформировать правильные ощущения, когда протез Магнуса берет предметы.

Но остается вопрос: будет ли когда-нибудь протез работать так же хорошо, как наша биологическая рука?

-Я, наверное, не увижу такого на моем веку, но рука со способностями, напоминающими человеческие, появится, вполне вероятно, через пару лет, - говорит Макс Ортис.

Не пропустите репортаж о Магнусе Ниске и его механической руке в передаче "Vetenskapens värld", 3 ноября, 20:00 по каналу SVT 2.

Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 20
Сила мысли: Парализованная женщина управляет механической
Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 95
Чужой против Хищника: Армагеддон - Результат из Google Книги
Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 35
Новый день рождения. Сборник иронических рассказов
Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 95
Роботы не умирают (сборник) - Результат из Google Книги
Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 54
Трехрукий ангел. Предапокалиптический роман
Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 28
Механическая рука Вукипедия FANDOM powered by Wikia
Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 2
Вертикальный Медовик - пошаговый рецепт с фото на Повар. ру
Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 80
Вяжем объемный свитер оверсайз
Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 34
Как быстро избавиться от синяка на лице или теле
Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 79
Как вязать рукав спицами пошаговый урок для начинающих
Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 86
Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 11
Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 26
Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 17
Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 82
Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 82
Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 82
Первый в мире человек с механической рукой: chyyr 29