Наука и Техника

Наука И Техника
4 сентября 2015

Экзоскелет и электрическая стимуляция возвращают возможность ходить.

Команда ученых из Калифорнийского университета пытается помочь людям вернуть возможность сознательно управлять своими парализованными нижними конечностями с помощью специально разработанного экзоскелета. Используя неинвазивную (не требующую операций) систему стимуляции спинной нервной системы, ученым удалось помочь человеку со столь объемным заболеванием вновь сделать первые шаги.

Основываясь на методах неинвазивной технологии, которая использовалась учеными из Калифорнийского университета для возвращении пятерым добровольцам возможности сознательного управления своими парализованными конечностями, специалисты в настоящий момент работают с Марком Поллоком. Успешность работы уже заметна. Спустя всего две недели тренировок с использованием внешних электрических стимуляций человек может осуществлять некоторые осознанные движения своими парализованными ногами.

Поллок, полностью парализованный ниже пояса и не имевший возможности двигаться около пяти лет, прошел пятидневную тренировку с использованием роботизированного экзоскелета. Следующие две недели человек проходил мышечную тренировку с использованием внешнего аппарата электростимуляции. Результат этих тренировок показал, что стимуляция позволяет не только возвращать возможность осуществлять осознанные движения парализованных конечностей, но еще и положительно сказывается на общем состоянии здоровья пациента и в особенности на сердечно-сосудистой системе и общем тонусе мышц.

Система состоит из бионического экзоскелета и внешней батареи. Встроенная неинвазивная система стимуляции подает электрические сигналы на нервные окончания человека и заставляет их двигаться, что в общем и целом позволяет человеку вновь совершать шаги. Поработав с системой всего несколько недель, а также пройдя пятидневный курс спинной стимуляции по часу в день, Поллок достиг удивительных результатов.

«Последние недели мой сердечный ритм составляет 138 ударов в минуту», — делится Поллок.

«Это настоящая тренировочная нагрузка. Такого ритма у меня не было даже тогда, когда уже будучи парализованным я использовал обычный роботизированный экзоскелет, выполнявший все за меня. Это очень волнительный и эмоциональный момент для меня. Методика возвращает мне возможность ходить самостоятельно».

Нижние конечности Поллока оказались парализованы в 2010 году, после того как он выпал из окна двухэтажного здания и повредил спинной мозг. Еще до этого события, после того как в 1998 году он потерял еще и зрение, Поллок стал первым слепым человеком, выигравшим гонку на выносливость на Южном полюсе, и получил множество медалей и наград за другие достижения. Такая же воля к победе была продемонстрирована его желанием участвовать в проекте и показанными результатами работы.

«Опыт стимуляции заставил мое сердце биться быстрее, а также вернуть некоторое чувство того, что у меня есть ноги. Этот опыт мне очень понравился. И я захотел большего», — добавляет Поллок.

Бионический экзоскелет, используемый в терапии Поллока, построен на базе коммерческого роботизированного устройства компании Ekso Bionics. Устройство способно собирать и записывать данные о том, как часто добровольцы сами совершают осознанные движения конечностей, и сравнивать их с объемом помощи, которую оказывает сам экзоскелет при их ходьбе.

«Если робот начинает делать всю работу за человека, пациент становится пассивным и его нервная система отключается», — говорит профессор В. Регги Эдгертон, эксперт в нейробиологии и нейрохирурги из Калифорнийского университета, являющийся главой данного проекта.

В данном случае собранная информация показала, что Поллок сгибал свое левое колено и поднимал левую ногу самостоятельно. Все это происходило и во время, и уже после электрической стимуляции. Это говорит о том, что человек самостоятельно совершал действия, а робот лишь только контролировал и помогал их совершать.

«Для людей, получивших серьезные травмы, но не полностью парализованных, есть все надежды на то, что однажды их утратившие функции конечности смогут возобновить свою работу. Не так эффективно, как прежде, но тем не менее», — говорит Эдгертон.

«Со временем возможности будут только увеличиваться. Мы должны расширить набор доступных средств для людей, страдающих параличом и другими расстройствами. Будет, конечно, очень сложно вернуть полностью парализованным людям возможность ходить без использования технологических средств, но сам факт возможности вновь ходить, даже при помощи технологий, серьезно улучшит их жизнь и физическое состояние».

Ниже можно посмотреть видео работы экзоскелета Калифорнийского университета и результаты тренировок и электрических стимуляций мышечных и нервных окончаний Марка Поллока.