Роботизований зайвий палець вважається мозком як рідний

Дизайнерка Дені Клод спроектувала модель «третього великого пальця».

Використання роботизованого «третього великого пальця» може вплинути на те, як рука сприймається мозком, йдеться в новому дослідженні, проведеному вченими з Університетського коледжу Лондона (University College London).

Експериментатори навчили людей користуватися роботизованим додатковим великим пальцем і виявили, що ті здатні ефективно виконувати завдання на спритність, наприклад, будувати вежу з блоків однією рукою (тепер з двома великими пальцями). У журналі Science Robotics дослідники повідомляють, що учасники, навчені користуватися роботизованим великим пальцем, поступово все більше відчували його як частину свого тіла.

Дизайнерка Дені Клод (Dani Clode) почала розробку пристрою під назвою «Третій великий палець» в рамках відзначеного нагородами проекту випускників Королівського коледжу мистецтв (Royal College of Art). Пізніше її запросили приєднатися до команди нейробіологів під керівництвом професорки Тамар Макін (Tamar Makin) з UCL, яка вивчала, як мозок може адаптуватися до доповнення тіла.

«Третій великий палець» друкується на 3D-принтері, що полегшує його виготовлення на замовлення, і носиться поруч з мізинцем, тобто на боці пензля, протилежної тій, де розташований справжній великий палець. Користувач управляє робопальцем за допомогою двох датчиків тиску, прикріплених до нижньої сторони великих пальців ніг. З'єднання з додатковим великим пальцем бездротове, обидва датчики на ногах керують різними рухами протеза, миттєво реагуючи на ледь помітні зміни тиску з боку користувача.

У рамках дослідження 20 учасників навчалися використанню штучного великого пальця протягом п'яти днів, протягом яких їм також пропонувалося брати протез додому кожен день після навчання, щоб використовувати його в повсякденному житті, в цілому від двох до шести годин носіння в день.

Під час щоденних занять у лабораторії учасники тренувалися використовувати додатковий великий палець, концентруючись на завданнях, що допомагають збільшити зв'язок між їхньою рукою і зайвим пальцем. Наприклад, потрібно було піднімати однією рукою кілька м'ячів або келихів з вином. Учасники швидко освоїли основи використання додаткового великого пальця, а тренування дозволили їм успішно поліпшити руховий контроль, спритність і координацію «рука-палець».

- Технологія «доповнення тіла» (body augmentation) може одного разу виявитися корисною для суспільства в багатьох відношеннях, наприклад, дати можливість хірургу обходитися без асистента або робітнику на фабриці працювати більш ефективно. Цей напрямок роботи може зробити революцію в концепції протезування і допомогти людині, яка постійно або тимчасово може користуватися тільки однією рукою, робити цією рукою все. Але щоб досягти цього, нам необхідно продовжити дослідження складних міждисциплінарних питань про те, як ці пристрої взаємодіють з нашим мозком,

коментує співавторка дослідження Пауліна Кієліба (Paulina Kieliba).

Дослідники сканували мозок учасників за допомогою МРТ до і після навчання - коли учасники ворушили тільки своїми пальцями і коли використовували додатковий великий. Дослідники виявили тонкі, але значні зміни в тому, як рука, яка доповнювалася «третім великим пальцем», була представлена в сенсомоторній корі мозку: мозок зчитував протез як справжній палець.

Через тиждень деякі з учасників були проскановані знову, і зміни в області уявлення кистей рук в їх мозку зменшилися, що говорить про те, що ці зміни можуть бути короткостроковими. Хоча для підтвердження цього висновку необхідні додаткові дослідження.

- Наше дослідження - перше, в якому використання пристрою для аугментації тіла вивчалося поза лабораторією. Успіх нашого дослідження показує цінність тісної співпраці нейробіологів з дизайнерами та інженерами для забезпечення того, щоб пристрої доповнення тіла максимально використовували здатність нашого мозку до навчання та адаптації, а також для забезпечення безпеки використання пристроїв аугментації,

сказала журналістам Пауліна Кієліба. Рукою з додатковим пальцем можна взяти більше предметів, ніж без нього.