Немецкие исследователи из Института биомедицинской инженерии Общества Фраунгофера разработали технологическую платформу, помогающую облегчить симптомы мышечного тремора. Устройство состоит из компактного контроллера, пары незаметных текстильных электродов на руках и ногах и импланта длиной три см и толщиной чуть больше 1 мм в мышце.
Ключевым элементом системы являются имплантаты, изготовленные из биосовместимых платино-иридиевого и силиконового компонентов. Они вводятся в мышцу через катетер. На каждом конце импланта — электроды, которые функционируют либо как датчик, либо как исполнительный механизм. Внешние электроды, вшитые в текстильную ленту, снабжают модуль энергией и посылают небольшие импульсы переменного тока в мышцу.
После имплантации и запуска датчики регистрируют первые признаки мышечного тремора и передают по беспроводной связи информацию внешним компонентам. Контроллер оценивает данные и посылает сигналы через текстильные электроды для стимуляции мышц. Это замыкает цепь управления интеллектуально объединенных в сеть компонентов датчика и исполнительного механизма, которая противодействует дрожанию.
Принцип работы устройства. Изображение: Общество Фраунгофера
Стимулирующий сигнал недостаточно силен, чтобы вызвать мышечное сокращение, но его хватает, чтобы «привлечь внимание» нервной системы. Она регистрирует стимуляцию в мышечной ткани и реагирует, останавливая команды, которые вызывают мышечный тремор. Точные связи между тремором и сигналами от нервной системы еще не до конца изучены, но это не мешает устройству работать.
В клинических испытаниях исследователи показали, что стимуляция с использованием устройства в течение 1–2 часов уменьшает симптомы тремора на более длительный период времени. Имплантированные системы уже используются в медицине для обеспечения стимуляции, но современные методы требуют сложных хирургических операций.
Исследователи отмечают, что технологию можно использовать не только для борьбы с тремором, но и для управления экзоскелетами у пациентов с травмами спинного мозга. В случаях паралича нервные волокна часто не полностью разрываются. Они все еще могут передавать стимулы от мозга, хотя и очень слабо. Датчики могут фиксировать такую активность и передавать ее контроллеру, который определит, какое движение человек хочет выполнить, и активирует нужные протезы.
