Исследование варианта осуществления для людей с ампутированными конечностями верхних конечностей (NISRL)

Сегодня протезы рук немеют. Они не предоставляют пользователю никакой тактильной или проприоцептивной сенсорной информации. Было показано, что отсутствие сенсорной обратной связи снижает полезность протеза вдвое. Протез рассматривается как инструмент, а не как неотъемлемая часть схемы тела. Только сейчас появились постоянно имплантируемые технологии, которые могут обеспечить физиологически соответствующую сенсорную обратную связь людям с ампутированными конечностями, чтобы воссоздать тактильные и проприоцептивные ощущения. Эти ощущения являются строительными блоками для воплощения устройства. Кроме того, теперь доступны недавно разработанные показатели результатов, которые могут детализировать улучшенный вариант реализации, который могут создать такие нейронные интерфейсы. Миссия исследователя состоит в том, чтобы обеспечить возможность создания искусственных устройств с использованием стимуляции периферических нервов и тем самым сократить разрыв между опытом наших неповрежденных физиологических систем и опытом использования протезных средств.

Это исследование вариантов реализации для людей с ампутированными конечностями разделено на три основных направления работы, включая 1) сбор нормативных данных, 2) разработку устройства и 3) характеристику варианта реализации с использованием стимуляции периферических нервов. Сбор нормативных данных позволит количественно оценить воплощение традиционных косметических, механических и миоэлектрических протезов рук с использованием модифицированного протокола «Иллюзия резиновой руки» (конкретная цель 1). В ходе данной работы будет задан вопрос о том, как степень воплощения варьируется в зависимости от обычных протезов рук, а также будет исследована взаимосвязь между агентностью и воплощением. Проект разработки устройства предполагает разработку мультимодальных датчиков с целью изучения полнофункционального варианта (конкретная цель 2). Способность измерять, а затем вызывать ощущения на пассивных поверхностях руки (ладонь, локтевой край и тыльная поверхность) никогда не исследовалась. Здесь мультимодальный датчик, который может обнаруживать близость, контакт и силу, будет интегрирован в коммерчески доступный протез руки, чтобы обеспечить подробные измерения на ладони, локтевом крае и дорсальных поверхностях, чтобы более глубоко изучить вариант реализации. Наконец, характеристика варианта реализации с использованием стимуляции периферических нервов будет осуществляться посредством факторного эксперимента с участием нескольких субъектов, который количественно определяет влияние количества и пространственных параметров стимуляции периферических нервов на вариант осуществления протезов рук (конкретная цель 3). В этом исследовании выясняется, какие соматосенсорные ощущения от руки наиболее важны для воплощения, путем варьирования параметров стимуляции периферических нервов (количества и пространственности) и измерения уровня воплощения в каждом случае.