Роботичний “Третій Великий Пальець” Змінює Спосіб, Як Рука Представлена В Мозку

Команда дослідників з Університетського коледжу Лондона (UCL) продемонструвала, як роботизований “Третій Великий Пальець” може змінити спосіб, яким рука представлена в мозку. Люди були навчені використовувати роботизований додатковий великий палець, і це дозволило їм виконувати дexterous завдання однією рукою з двома великими пальцями.

За повідомленням дослідників звіт, учасники все частіше відчували, що Пальець є частиною їхнього тіла.

Зміна Способу Спостереження Протезів

Пристрій називається Третій Великий Пальець, і він був розроблений як частина постдипломного проекту в Королівському коледжі мистецтв. Проект спрямований на зміну способу, яким ми сприймаємо протези, розглядаючи ці технології як розширення людського тіла, а не заміну.

Дизайнер Дейн Клод вперше почав розробляти пристрій до того, як приєднався до команди нейробіологів професора Тамар Макін в UCL. Команда досліджувала, як мозок може адаптуватися до розширення тіла.

Професор Макін був головним автором дослідження.

“Розширення тіла – це зростаюча галузь, спрямована на розширення наших фізичних можливостей, однак нам бракує чіткого розуміння того, як наш мозок може адаптуватися до цього”, – говорить Макін. “Розглядаючи людей, які використовують Третій Великий Пальець, ми намагалися відповісти на ключові питання щодо того, чи може людський мозок підтримувати додаткову частину тіла, і як ця технологія може вплинути на наш мозок”.

Третій Великий Пальець виготовляється методом 3D-друку, що означає, що його можна налаштувати. Його носять на стороні руки, протилежній великому пальцю користувача, і він контролюється користувачем через датчики тиску, прикріплені до нижньої частини їхніх ніг. Датчики бездротово підключені до Пальця, і вони обидва контролюють різні рухи Пальця, реагуючи на зміни тиску від користувача.

Дослідження

Дослідження включало 20 учасників, яких навчали використовувати пристрій протягом п’яти днів. Їм пропонували взяти його додому і використовувати в повсякденному житті, що призвело до двох-шести годин носіння кожен день. Цих 20 учасників порівнювалися з додатковою групою з 10 учасників-контролю, які носили статичну версію пристрою.

Навчання включало завдання, які допомагали збільшити співробітництво між рукою і Пальцем, включаючи підняття кількох м’ячів або винних склянок однією рукою. Користувачі демонстрували здатність швидко вивчати, і навчання допомогло їм успішно покращити контроль руху, спритність і координацію руки та Пальця.

“Наше дослідження показує, що люди можуть швидко вивчати контролювати пристрій розширення і використовувати його на свою користь, не надмірно думаючи”, – говорить Клод. “Ми побачили, що під час використання Третього Великого Пальця люди змінювали свої природні рухи руки, і вони також повідомляли, що роботизований палець відчувався як частина їхнього власного тіла”.

Розширення Тіла

Павліна Кєліба є першим автором дослідження.

“Розширення тіла може одного дня бути цінним для суспільства багатьма способами, такими як дозволити хірургу обійтися без помічника, або робітнику на фабриці працювати більш ефективно”, – говорить Кєліба. “Ця галузь роботи могла б революціонізувати концепцію протезів і допомогти комусь, хто постійно або тимчасово може використовувати тільки одну руку, зробити все однією рукою. Але щоб досягти цього, нам потрібно продовжувати досліджувати складні, міжгалузеві питання про те, як ці пристрої взаємодіють з нашим мозком”.

За допомогою сканування фМРТ дослідники виявили значні зміни в тому, як розширена рука представлена в сенсомоторній корі мозку. Ці зміни не здалися тривалими, оскільки сканування через тиждень показали, що зміни в області руки мозку зникли.

“Наше дослідження є першим, яке вивчає використання пристрою розширення поза лабораторією. Це перше дослідження розширення, проведене протягом декількох днів тривалого навчання, і перше, яке має невчену порівняльну групу”, – говорить Кєліба. “Успіх нашого дослідження показує цінність тісної співпраці нейробіологів з дизайнерами та інженерами, щоб забезпечити, щоб пристрої розширення зробили最大 можливе використання здатності нашого мозку вивчати і адаптуватися, а також забезпечити безпеку використання пристроїв розширення”.

“Еволюція не підготовила нас до використання додаткової частини тіла, і ми виявили, що для розширення наших можливостей новими і несподіваними способами мозок повинен адаптувати представлення біологічного тіла”, – додає Макін.