Протезы станут живыми органами: ученые близки к прорыву
Ученые разработали синтетическое вещество, которое играет роль «строительных лесов» для нервной ткани...
Ученые разработали синтетическое вещество, которое играет роль «строительных лесов» для нервной ткани. Новый материал помогает восстановить поврежденные нервные окончания и соединить их с электронными устройствами.
Протезы, которые двигаются и ощущают окружающую среду как живая конечность, являются основной целью нескольких программ, в которые Пентагон вкладывает миллионы долларов. В перспективе это не только позволит вернуть к нормальной жизни людей, потерявших конечности, но и обеспечит эффективный интерфейс человек-машина, который радикально повысит возможности армии. К сожалению, проблемы с нервной тканью являются главным препятствием на пути к созданию идеального интерфейса. Периферические нервы, разрушенные в результате ампутации, не могут передавать или принимать сенсорные сигналы, на которые мы полагаемся каждый день.
Теперь группа ученых из Национальных лабораторий Сандиа, Университета Нью-Мексико и онкологического медицинского центра Андерсона считает, что это препятствие, наконец, преодолено. Их исследование все еще находится на ранней стадии, но успехи уже впечатляют и есть надежда, что в скором времени появятся протезы, которые чувствуют тепло, холод, прикосновение к тончайшим предметам и двигаются с такой же ловкостью, как и живая конечность.
Ученые разработали уникальный биосовместимый полимер, имитирующий свойства нервной ткани. Этот материал пористый, благодаря чему нервы могут прорастать сквозь него и соприкасаться с электродами. Материал соответствует практически всем требованиям для идеального интерфейса: гибкий, хорошо проводит электрический ток и может передавать тысячи различных сигналов в секунду, имитируя поведение реальной конечности и ее связь с мозгом и телом. Когда хирурги поместили образец материала на ампутированную ногу крысы, через некоторое время нервные волокна начали расти сквозь «строительные леса» и соединяться друг с другом. Более того, синтетический материал не был отвергнут иммунной системой крыс – наблюдалось лишь небольшое локальное воспаление. Это значит, что новый интерфейс сможет работать годами, десятилетиями и, возможно, на протяжении всей жизни человека.
Это открытие - огромный шаг вперед по сравнению со всеми предыдущими исследованиями в этой области. До сих пор все передовые разработки основывались на получении сигналов с крупных нервных узлов в грудной клетке или с чипов, имплантированных в мозг. Прямое соединение протеза с периферическими нервами было фантастикой, но теперь появилась технология «проращивания» нервов в искусственную конечность, что даст уникальные возможности для соединения человека и машины.