Les scientifiques ont développé une feuille de la peau, permettant par la prothèse de sentir la douleur

Des Chercheurs de l'Université Johns Hopkins (états-UNIS) ont élaboré une «feuille de peau», imitant la capacité de la présente de la peau, selon la publication de l'IEEE Spectrum. Le développement de l'offre à utiliser avec des prothèses et permet de ramener l'occasion par le membre artificiel sentir la douleur. Pourquoi la douleur? Le chapitre de l'étude sur la conception d'e-peau Нитишу Тхакору, professeur de bio-ingénierie de l'Université Johns Hopkins constamment poser cette question.

Dans la pratique. Les récepteurs situés dans la peau, nous aident à se défendre contre les dégâts. Par exemple, de couteau pointu ou chaude de la poêle. Dans le même sens, les personnes amputés fini de se baser sur la perception de la douleur, qui seront transmises à travers la peau artificielle et de la prothèse, ce qui permettra de se protéger contre les dommages de la dernière, dit Тхакор. Aussi le savant offre le plus complet et à un certain degré, même poétique l'explication:

«nous pouvons Nous rendre à l'homme a perdu le sentiment de la perception: de facile à toucher, à forte pression et de la douleur. Je pense que cela fera artificiels, les prothèses plus ‘vivants’».

Dans un article publié Dans le magazine Science Robotics, Тхакор, son étudiant Luc Osborne, ainsi que leurs collègues décrivent le développement et les essais initiaux de son système de «эдермис» (de l'anglais. electronic le derme, e-derme — e de la peau). Dans l'un des derniers tests de l'équipe de scientifiques a tenu à ajouter artificielle de la prothèse la possibilité de ressentir de la douleur et de la transmettre à un support.

Sur la création artificielle de la peau de chercheurs a inspiré la fonctionnalité biologique des récepteurs tactiles situés dans notre cutané de la couverture nuageuse. La peau contient plusieurs couches de récepteurs. A créé le «эдермис» se compose également de plusieurs couches. La vérité ils sont des пьезорезистивных et des tissus, et non des cellules vivantes, comme dans le cas présent de la peau. Comme dans la vraie couches de la peau artificielle peuvent répondre à une variété de niveaux de pression: lors d'une stimulation forte «эдермис» plus vite et plus fort transmet des sensations, mais en moins intense – plus lentement et de plus en plus forte.

L'information Reçue de la «e-peau» est traduit en impulsions similaires pas de ceux qui sont utilisés par de vrais neurones de communiquer entre eux. Ensuite, par le biais de petites électriques de la fréquence de stimulation de ces нейроноподобные les impulsions sont transmises peripheriques nerfs dans la peau amputée d'un membre, ce qui provoque une sensation de pression et de douleur.

Pour tester le système, les scientifiques ont invité un groupe de bénévoles. Parmi eux était le 29-year-old man avec amputée au-dessus du coude de la main gauche. Dans un délai de deux mois Luc Osborne était de la carte des nerfs amputée d'un membre. Grâce à l'utilisation de la faiblesse de la fréquence de stimulation électrique étudiant a pu déterminer que les nerfs périphériques liés à фантомными douleurs, qui ont connu invité volontaire. Dans le cadre de l'étude Osborne a constaté que le transfert d'une certaine quantité de courant à une certaine fréquence n'est pas seulement ramenait à l'homme le sens du toucher perdue membres, et provoquait des fantômes de la douleur. Selon Тхакора, la douleur n'était pas forte, volontaire, a estimé sur 3 points de 10 points de l'échelle.

un Schéma d'un système «эдермис»

Après une calibration, les scientifiques ont recueilli système dans son intégralité: «эдермис» placé sur les doigts de la prothèse artificielle, modèle de нейроноподобных impulsions avez chargé dans le contrôleur de la prothèse, et stimulateur électrique a le culte de la amputée de la main. Des tests ultérieurs ont montré que l'homme est capable non seulement de toucher l'objet avec lequel il effectue la manipulation à l'aide de la prothèse, l'appelant chez lui le sentiment d'un membre fantôme, mais également de distinguer si l'objet est, par exemple, rond ou pointu. En outre, la prothèse a été programmé sur les «sensations» automatiquement le lâcher aigu de l'objet lors de la définition de ce sentiment.

Dans cette étude, les scientifiques ont réussi à transmettre efficacement l'information sensorielle au système nerveux de l'homme avec l'aide de la stimulation électrique de la peau amputée de la main, mais le transfert de neurones d'impulsion peut être effectuée à l'aide d'autres technologies. De grands espoirs montrent la technologie d'implantation spéciaux cerveau des électrodes, musculaire реиннервации (récupération de la fourniture de tissus nerfs, ce qui leur assure un lien avec le système nerveux central), ainsi que le développement de la technologie нейрокомпьютерных interfaces.

«un Jour, tout cela, nous pouvons implanter et intégrer directement dans notre système nerveux central, et non pas simplement dans la peau. Mais notre approche est disponible ici et maintenant», — commenté Тхакор.

Dans l'avenir, il et son laboratoire envisagent de faire des études d'autres matériaux qui pourraient servir de base pour le «e-peau» et de permettre de transférer plus de la grande variété des sensations tactiles.

Développé par les scientifiques de la technologie peut également trouver son potentiel dans le domaine de la robotique et de la technologie de la réalité augmentée. Dans les détails Тхакор aller n'a pas, mais il est évident que la capacité tactile permettent aux robots de s'adapter plus efficacement à travailler avec une variété d'objets et de faire face à un plus large éventail de tâches. La mise en œuvre des technologies dans les processus de production permet de considérablement réduire les coûts et élargira le champ d'application.