Швейцарські науковці представили неінвазивну технологію, яка дає змогу людям відчути тепло ампутованою частиною руки. Цього досягли створенням термальної мапи фантомної кінцівки. Завдяки їй, вибірковою стимуляцією поверхні шкіри на вцілілій частині руки дослідники створили у пацієнтів враження впливу на відсутні частини кінцівки. Відповідну статтю оприлюднили у журналі Science.
Учасник дослідження вказує, у якій частині фантомної руки відчув тепло при впливі на вцілілу частину руки. EPFL
Як це працює і навіщо потрібно?
Після ампутації кінцівки люди протягом довгого часу можуть мати відчуття, наче ця частина тіла все ще з ними, наприклад, відчуваючи біль у фантомній кінцівці. Але досліди свідчать, що у таких пацієнтів можна спровокувати й тактильні відчуття у відсутній руці, впливаючи на окремі ділянки вцілілої частини кінцівки. У новій роботі медики й інженери Федеральної політехнічної школи Лозанни показали, що подібним чином можна змусити людину відчувати і тепло й холод. Це дає надію на створення нових протезів, які зможуть повернути втраченій руці відчуття тепла, особливо людського тіла, що важливо у людській комунікації.
Якого результату досягли?
Прикладаючи тепло до збереженої частини руки 27 пацієнтів із ампутованою верхньою кінцівкою, вчені створили термальну мапу фантомної руки. Вона вказувала, що, наприклад, діючи теплом або холодом на одну з точок, учасники відчувають його у кінчику відсутнього вказівного пальця, а впливаючи на іншу — у верхній частині кисті.
Демонстрація технології від авторів дослідження. EPFL
Термальну мапу фантомної кінцівки вдалося отримати у 17 учасників, але сприйняття температури було неоднаковим. Деякі повідомляли, що відчувають лише теплі стимули, а частина відчувала вплив температури навіть за відсутності тактильного стимулу, наприклад, після використання ментолового крему. Термальна мапа фантомної кінцівки виявилася унікальною для кожної людини, та відносно стабільною протягом тривалого часу.
Тоді науковці перевірили можливість використання цього явища для створення нових протезів. Вони створили невеликий сенсор, що під’єднується, наприклад, до пальця протеза, та вловлює теплопровідність об’єктів, до яких торкається. Відтак він передає цю інформацію до пристрою на вцілілій частині руки, який нагрівається або охолоджується, відповідно до температурного профілю цих об’єктів. Це створило в учасників враження, що вони торкаються власними пальцями до різних матеріалів: металу, скла чи пластику. Вони наосліп правильно визначали матеріал з точністю 66 відсотків, тоді як у випадку безпосереднього контакту іншою, вцілілою рукою точність склала 67 відсотків. Дослідники сподіваються, що це допоможе пацієнтам відновити здатність відчувати тепло у втраченій кінцівці.