"За 24 года впервые разжал кулак". В России разрабатывают технологию оживления протезов
Анатолий из Ставрополья 24 года живет без обеих рук. В молодости он пытался сфотографировать молнию, но в этот момент она ударила в него. "Особо ничего не помню. Я молнию даже не увидел, — рассказывает он. — Грозу с детства любил, это мощь, сила. Всегда не спал, если гроза ночью, до утра смотрел".
Несмотря на ограниченные возможности, Анатолий вырастил дочь, стал служить в храме, научился печатать на компьютере. Но избавиться от боли, которая настигает многих, кому пришлось пережить потерю конечностей, за эти годы ему не удалось. "Это жжение — такое яркое, сильное. Поначалу ночами не спал, но со временем привыкаешь", — говорит он.
Такая боль — частые последствия ампутации: согласно данным компании — производителя протезов "Моторика", с ними сталкиваются около 45% пациентов, переживших потерю конечностей. Причины ее появления до конца не изучены, одним из возможных способов купировать боль называют стимуляцию периферических нервов с помощью электродов. С их помощью можно научить людей чувствовать прикосновения через протезы. Компания "Моторика", специалисты Дальневосточного федерального университета и Сколтеха начали такой эксперимент, совместив в нем две задачи.
"Способ их достижения одинаковый: дается легкая фоновая стимуляция электродами нервов, которая убирает фантомную боль. Сильная фантомная боль просто перекрывает ощущения, и первая задача — просто убрать ее, а потом уже стимулировать определенные участки, чтобы человек чувствовал именно то, что хочется", — рассказывает основатель и генеральный директор компании "Моторика" Илья Чех.
Легкая рука
Анатолий стал одним из участников этого эксперимента. На несколько недель его вместе с другим добровольцем Дмитрием отправили на Дальний Восток. Там на базе ДВФУ мужчинам провели операцию — на несколько дней вживили электроды в остатки конечности. По словам нейрохирурга Артура Биктимирова, имплантировать электрод нетрудно, это занимает около 40 минут, однако есть опасность, что организм его не примет, в этом случае возможны инфекции и иной иммунный ответ. В случае с Анатолием и Дмитрием обошлось, и через несколько дней вживленные электроды через внешнюю технику подключили к стимуляторам.
"После ампутации рук ощущаю, будто пальцы все время сжатые, как когти. Двадцать четыре года не могу их разогнуть. А после стимулятора — все: пальцы выпрямлялись, ощущения — будто держишь в руке теннисный мяч, он же такой мягкий сверху. <...> Я же теннисом занимался раньше", — вспоминает Анатолий.
Заново почувствовать руки получилось и у Дмитрия. Он потерял их три года назад — помогал строителям с распределительным щитком. "Там какая-то дуга есть в этих щитах — 6 тыс. вольт. Ударило током в голову, и руки обгорели", — вспоминает Дмитрий.
После ампутации его тоже начали мучить фантомные боли. "Руки как будто горят, — рассказывает Дмитрий. — Когда мне вживили электроды, настроили определенные пороги, я почувствовал, что этой руке легче. Было с чем сравнить, потому что другую руку не подключали".
Результаты эксперимента показали, что эффективность подавления приступов фантомной боли при функциональной электростимуляции у Анатолия достигла 90–100%. А у Дмитрия — от 40 до 70% при том, что электродов в его руку поместили больше, чем было у Анатолия. Авторы эксперимента объясняют это индивидуальными особенностями организма.
Чувствительные технологии
У Дмитрия обе руки в протезах — черных, с металлическими деталями и звуком при разгибании кисти как в фильме "Трансформеры". Протезы почти вернули его в прежнюю жизнь — он сам водит машину и катается на велосипеде. "Я вот упал тут с велосипеда, сломал три пальца. Мне в "Моторике" их починили", — говорит он.
Однако распознать предметы, которые он держит, для него проблема. Во время эксперимента с помощью стимуляции нервов ему удалось отличить размеры всего, к чему он прикасался. "Если пустую кисть сейчас закрою, я не понимаю, есть ли в ней что-то. Если не смотреть, не определю. А с электродами я понимал, есть ли у меня что-то в руке", — говорит Дмитрий.
В момент нашего разговора к нему подходит семья с мальчиком лет десяти. "Я хочу себе такие же, чтобы пальцы отдельно можно было двигать. В том протезе, которым я сегодня управлял, только кисть сгибается", — говорит он, показывая на Дмитрия. Рукава куртки у ребенка свободные — ниже плеча ничего нет.
"У тебя будет, конечно, лучше", — подбадривает его Дмитрий.
Мальчик — один из пациентов "Моторики", который в ближайшее время должен получить свой протез. Пока без функции очувствления — эксперимент строго 18+, а также не предусматривает в нем участие беременных. Есть и другие ограничения: к исследованиям приглашают только пациентов с фантомными болями.
Беспроводная зарядка через кожу
Пока первые тесты "живых" протезов проводят в стационарных условиях, то есть подключают электроды к массивному оборудованию для стимуляции. В будущем, как уточняет младший научный сотрудник Центра нейробиологии и нейрореабилитации Михаил Синцов, его должна заменить маленькая коробочка с обрабатывающим сигналы устройством и батарейкой — ее планируют заряжать через кожу с помощью беспроводных механизмов. "Неделю человек носит устройство, потом заряжает по беспроводным технологиям — электромагнитная индукция. Как сейчас в телефонах есть беспроводные зарядки, здесь то же самое может быть, только через кожу", — объясняет Синцов.
Стоимость таких технологий вместе с "чувствующим" протезом сегодня оценивается в 4 млн рублей. При выходе на серийное производство можно снизить цену почти в четыре раза, но для этого нужно производить свои электроды, отвечающие задачам оживления протезов, объясняет гендиректор "Моторики" Илья Чех.
"Электроды не очень удобные именно для периферической стимуляции, поэтому мы ставим перед собой задачу разработать собственные электроды. Второй этап будем проводить летом с такими же электродами, [как и на первом этапе] но имплантация там будет более длительная — на три месяца примерно", — говорит гендиректор компании.
От мелкой моторики до полноценной жизни
Новый эксперимент должен пройти с участием уже не двух, а десяти пациентов. Анатолий и Дмитрий надеются оказаться среди них. Первые исследователи "чувствующих" протезов готовы тестировать эту технологию до конца, чтобы в дальнейшем жить с ней. "Я привык жить и приносить пользу, о ком-то заботиться. А так — нет жизни, когда без рук", — признается Анатолий.
В ближайшее время ему должны изготовить новые протезы, с которыми будет удобно закрывать дверь на ключ и печатать на компьютере. Анатолий помогает пенсионерам из ставропольского Лермонтова, где он живет, — учит их пользоваться соцсетями и ремонтирует технику, вышедшую из строя. "Пришел, настроил, ушел — не беру денег за это", — рассказывает Анатолий.
Новый протез, добавляет он, поможет закрыть вопрос эстетики. "Знаю, что многим людям неприятно, а нынешние черные протезы эстетичные и даже интересные. Детям, конечно, всегда интересно. В городе за продуктами иду, использую крюк, чтобы пакет нести. А дети ж, малыши всегда на улице бегают: "А, смотрите, капитан Крюк!" Пошел капитан Крюк с толпой детей".
Дмитрий тоже намерен продолжать участие в эксперименте. Он, как Анатолий, мечтает вернуть забытые ощущения кончиков пальцев, а еще хочет снова начать работать. "Водителем всегда работал. Сейчас хочу за рулем или вообще работать на интересной работе, очень хочется", — признается он.
Как говорят авторы эксперимента, для появления на рынке работающей технологии очувствления протезов им нужно пройти еще большой путь: от производства электродов и стимуляторов до их тестирования и сертифицирования. На это, по их оценкам, может уйти около пяти лет.
Вероника Кузьминова