Протез руки, управляемый силой мысли, создали специалисты НИУ БелГУ. В отличие от аналогов, разрабатываемых компанией Илона Маска, для соединения протеза руки с мозгом человека не требуется опасное хирургическое вмешательство. Протез является полностью отечественной разработкой, подчеркнули в пресс-службе НИУ БелГУ.
Головной мозг человека разделен на отделы, каждый из которых отвечает за свои функции тела. Движениями управляет область в лобной доле, называемая моторной корой. Когда человек хочет пошевелить пальцами, сжать кулак или совершить другое действие, в моторной коре возбуждаются отдельные группы специализированных клеток — нейронов. Если считать, какие именно нейроны пришли в активность, то можно передать нужный сигнал протезу, рассказали специалисты Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ БелГУ).
Для поддержки работы возбужденных нейронов к ним приливает кровь. Содержащийся в крови гемоглобин приносит к клеткам мозга кислород и уносит углекислый газ. Молекула гемоглобина поглощает излучение света в ближнем инфракрасном диапазоне с длиной волны от 780 до 2500 нанометров (наиболее активно 850 нанометров), уточнил профессор кафедры информационных и робототехнических систем НИУ БелГУ Андрей Афонин.
На свойстве гемоглобина поглощать свет основана система управления бионическими протезами, создаваемая в БелгУ. Для “чтения мыслей” специалисты предлагают устанавливать внешний источник инфракрасного излучения, “облучающий” моторную кору мозга и внешний датчик для определения количество непоглощенного света. По тому, сколько света осталось непоглощенным, определяется, какие нейроны активны и, соответственно, какое именно действие хочет совершить человек.
Бионический протез руки
"Подобные системы в мире, например, создаваемые компанией Илона Маска, подразумевают вживление электродов непосредственно в головной мозг, что опасно само по себе. Кроме того, электроды надо менять через короткий срок из-за их выхода из строя. Мы предлагаем более безопасную стратегию управления биоподобными протезами без вживления электродов в мозг. Наши протезы будут управляться человеком с помощью внешнего устройства", — рассказал Афонин.
Учеными БелГУ создан рабочий макет отечественного протеза управляемого мыслью через ИК-передатчик. Устройство способно совершать простые движения, например, сжимать и разжимать кисть “по требованию” нейронов мозга.
В дальнейшем авторы разработки планируют усовершенствовать систему, добавив возможность двигать пальцами и совершать действия, требующие навыков мелкой моторики с помощью пинцетного захвата большим и указательным пальцами (застегивание пуговиц, письмо, рисование, шитье, игра на музыкальных инструментах и тому подобное). Также ученые НИУ БелГУ планируют в дальнейшем создать бионические протезы ног.