Соматотопический двунаправленный протез кисти с сенсорной обратной связью на основе чрескожной электрической стимуляции нервов

По мнению людей с ампутациями, сенсорная обратная связь относится к числу наиболее важных функций, отсутствующих у коммерческих протезов. Хотя восстановление осязания с помощью имплантируемых нейронных интерфейсов уже достигнуто, такие подходы требуют хирургического вмешательства, а возможность их длительного использования всё ещё нуждается в полном изучении. В настоящей работе мы разработали неинвазивную альтернативу, сохраняющую некоторые преимущества инвазивных подходов, такие как соматотопическая схема восстановления сенсорных ощущений. Мы использовали чрескожную электрическую стимуляцию нервов (TENS) для индукции отражённых ощущений в фантомных кистях людей с ампутациями. Эти ощущения характеризовали у четырёх участников с ампутациями на протяжении двух недель. Хотя вызванное ощущение часто имело характер парестезии, его локализация соответствовала участкам зон иннервации срединного и локтевого нервов, а электроэнцефалографические (ЭЭГ) записи подтвердили наличие соответствующих ответов в релевантных областях коры головного мозга. Используя эти ощущения в качестве обратной связи при управлении двунаправленным протезом, пациенты смогли выполнять несколько функциональных задач, которые в противном случае были бы невозможны, например прикладывать к внешнему датчику усилие одного из трёх уровней. Результаты выполнения этих задач были высокими, что указывает на возможность использования данного подхода в качестве жизнеспособной альтернативы более инвазивным решениям, обеспечивающей компромисс между качеством ощущений и инвазивностью вмешательства.