Дослідники з MIT розробили технологію, яка здатна повернути рух паралізованим органам, повідомляє mdr.de. Йдеться про принципово новий напрямок у регенеративній медицині.
Розробка орієнтована на людей з поперечним паралічем та хронічними захворюванняминаприклад хворобою Крона. У таких випадках кишечник або сечовий міхур часто перестають виконувати свою функцію і пацієнт втрачає контроль над базовими процесами.
У Німеччині подібні стани лікують медикаментами, нейростимуляцією чи хірургією. Однак, існуючі системи, включаючи електричні стимулятори, працюють обмежено. Саме тому вчені шукають альтернативу.
Як працює міо-невральний актуатор
Інженери використовували власні м'язи пацієнта. Потім вони перепідключили сенсорні нерви так, щоб керував скороченнями. При цьому мозок не контролює процес безпосередньо.
Це важливо, оскільки автоматичне регулювання органів має працювати без свідомої участі людини. Зокрема, кишечник та сечовий міхур функціонують рефлекторно.
Дослідники виявили, що сенсорні нерви здатні формувати холінергічні синапси з м'язами. Раніше це вважали майже неможливим. Понад те, нова схема збільшила стійкість до втоми на 260%.
Ключові особливості технології:
- використання власних м'язів пацієнта;
- керування через комп'ютерний інтерфейс;
- підключення сенсорних нервів замість моторних;
- підвищення витривалості тканини на 260%;
- можливість інтеграції з інтерфейсом мозок-комп'ютер.
Експеримент на кишечнику
Вчені протестували систему на паралізованому кишечнику щура. Вони обернули ділянку живим м'язовим кільцем. Потім комп'ютер запустив ритмічні скорочення.
В результаті рух став нагадувати природну перистальтику.. Рідина всередині кишечника просувалася вперед. Таким чином, біологічний імплантат фактично замінив втрачений механізм.
Де технологію можуть застосувати
Розробники розглядають кілька напрямів.
Можливі сфери застосування:
- лікування серцевої недостатності;
- підтримка дихальної функції;
- керування паралізованим сечовим міхуром через смартфон;
- покращення протезування за рахунок тактильного зворотного зв'язку;
- інтеграція у системи віртуальної реальності.
Наприклад, міо-невральний актуатор можна з'єднати зі шкірним трансплантатом. Тоді людина відчуватиме тиск чи дотик через протез. Отже, протезування стане природнішим.
Інтерес викликає віртуальна реальність. Якщо зв'язати м'язи із цифровою системою, користувач зможе відчувати дії свого аватара. У перспективі це змінить підхід до VR технологій.
Етичні та правові питання
Незважаючи на медичний прорив, технологія спричиняє дискусії. Якщо комп'ютер керує органом, виникає питання фізичної автономії.
Крім того, рецептори постійно збирають біологічні дані. У Німеччині захист персональної інформації регулюється суворим законом GDPR. Проте використання біологічних інтерфейсів може вимагати нових норм.
Ще одна проблема – кібербезпека. Теоретично зловмисники могли б отримати доступ до управління системою. Отже, захист таких імплантатів стане ключовою вимогою.
Що далі
Поки що вчені провели експерименти на тваринах. Перехід до клінічних випробувань на людях займе роки. Тим не менш, технологія вже наблизила медицину до можливостей, які раніше описували тільки в науковій фантастиці.
