Воздействие на мозг через стимуляцию периферических нервов — один из перспективных методов при нейропротезировании конечностей у пациентов с утраченными двигательными функциями, ампутированными конечностями и параличами вследствие травм и заболеваний нервной системы. Однако такой подход не всегда обеспечивает естественную сенсомоторную активность. По словам ученых, для более эффективного восстановления пациентов нужно исследовать новые способы сенсорной стимуляции, близкие к естественным.
Международная команда исследователей, в состав которой вошел заведующий лабораторией нейропротезов Института трансляционной биомедицины СПбГУ профессор Павел Мусиенко и сотрудники его научной группы, разработала и протестировала систему биомиметической нейростимуляции. Она передает в неповрежденные отделы нервной системы человека информацию, приближенную к натуральной, естественной.
Ученые экспериментально оценили новую парадигму на животных моделях, исследовали соматосенсорную нейросеть, стимулируя нерв и записывая рефлекторные реакции в ганглиях (спинномозговых узлах) дорсальных корешков и спинном мозге. Такая стимуляция привела к активности нейронной сети, причем эта активность по своей пространственно‑временной динамике оказалась приближена к естественной нормальной. Новую умную нейротехнологическую парадигму реализовали в бионическом устройстве и протестировали на реальных пациентах, обеспечив большую мобильность и лучшую координацию по сравнению с традиционными подходами.
Работа проведена Санкт‑Петербургским университетом совместно с университетом «Сириус», Институтом физиологии имени И. П. Павлова РАН, центром LIFT (Life Improvement by Future Technologies Center), НИТУ МИСиС, а также ETH Zurich.
Результаты исследования опубликованы в международном научном издательстве Nature.