Большинство мышц, контролирующих движения конечностей, расположены парами. Они попеременно растягиваются и сокращаются, отправляя информацию в мозг. Например, сгибая локоть, двуглавая мышца плеча сокращается, заставляя трицепс растягиваться. У людей после ампутации эти мышечные движения ограничиваются, из-за чего в мозг поступает противоречивая информация, а человеку становится намного труднее контролировать протезы в пространстве или ощущать силу, приложенную к конечности.
«Даже с самыми современными протезами люди постоянно визуально следят за ними, чтобы откалибровать мозг в зависимости от направления движения», — прокомментировала соавтор работы Шрия Сринивасан.
Несколько лет назад ученые из Массачусетского технологического института представили концепцию новой технологии ампутации, которая сохраняет связь между парными мышцами.
Вместо их перерезания они соединяли два конца мышц в оставшейся конечности, чтобы те могли продолжать взаимодействие в пределах руки или ноги.
Вскоре после этого новую технику ампутации применили на 25 пациентах. Теперь ученые сравнили результаты для 15 человек, которые получили операцию на участке ниже колена с пациентами (7 человек), которым выполнили традиционную ампутацию ноги ниже колена. В исследуемой группе пациентам соединили два набора мышц — контролирующий голеностопный и подтаранный суставы.
Оценку состояния проводили в положении лежа без протеза для здоровой и ампутированной ног. Анализируя активность определенных мышц в каждой ноге, оказалось, что электрические сигналы в здоровой и поврежденной конечностях у пациентов из первой группы были очень схожими.
Затем ученые сравнили возможности по контролю ампутированной конечности с помощью мышц и выяснилось, что у людей из первой группы это получалось намного лучше, чем у пациентов после традиционной ампутации. Чаще всего, добровольцы из второй группы не могли корректно воспроизвести угол сгиба сустава, который им задавали ученые.
Кроме того, после нового типа хирургии пациенты управляли мышцами более интуитивно, подчеркнули ученые. Это связано с тем, как их мозг обрабатывал информацию о движении фантомной конечности. Эти результаты также подтвердило сканирование мозга участников: он получал больше сенсорной информации от остаточных мышц, чем мозг пациентов после традиционной ампутации.
Наконец, участники сообщали о снижении боли и большем ощущении свободы движений в ампутированных конечностях. Этих результатов ученые никак не ожидали.
В настоящее время ученые уже разработали модифицированную версию новой операции, чтобы помочь людям, которые ранее перенесли традиционную ампутацию. Она включает пересадку небольших сегментов парных мышц, которые необходимы для работы ампутированного сустава.
Другого важного результата в области хирургии достигли ученые из Швеции. Они разработали биосовместимый материал, который может служить как заменой для тканей организма, так и осуществлять целевую доставку лекарств в место повреждения.
