Gli scienziati hanno sviluppato un foglio di pelle, consente attraverso la protesi sentire il dolore

I Ricercatori della Johns Hopkins University (USA) hanno sviluppato una «pelle elettronica», imita la capacità di questa pelle, riferisce l'edizione IEEE Spectrum. Lo sviluppo suggeriscono di utilizzare con protesi artificiali, grazie alla quale sarà possibile restituire la possibilità attraverso un arto artificiale di sentire il dolore. Perché il dolore? Capitolo ricerca per lo sviluppo di e-pelle Нитишу Тхакору, il professor della bioingegneria dell'Università Johns Hopkins continuamente pongono questa domanda.

Si tratta in un certo senso pratico. I recettori presenti nella pelle, ci aiutano a difendersi da ulteriori danni. Ad esempio, dal coltello affilato o calda padelle. Nello stesso senso, le persone amputati d'arto in grado di fare affidamento sulla percezione del dolore, che sarà trasmesso attraverso la pelle artificiale e la protesi che permette di proteggersi dai danni di quest'ultimo, dice Тхакор. Anche lo studioso offre la più completa e in qualche misura anche poetico spiegazione:

«Siamo in grado di restituire all'uomo il senso perduto della percezione: da un leggero tocco, a forte pressione e il dolore. Penso che questo renderà le protesi artificiali più ‘vivi’».

In un articolo pubblicato dalla rivista Science Robotics, Тхакор, il suo dottorando Luke Osborne, e anche i loro colleghi descrivono lo sviluppo e il test iniziale di il suo sistema di «эдермис» (dall'inglese. electronic derma, e-derma — e-pelle). In uno degli ultimi test team di scienziati ha cercato di aggiungere artificiale protesi capacità di sentire il dolore e trasmettere il suo supporto.

Per creare ecopelle di ricercatori ha ispirato la caratteristica di funzionamento dei recettori biologici tocco, presenti nella nostra pelle pokrov. La pelle contiene diversi strati di recettori. Creato «эдермис» anche di diversi strati. È vero sono prodotti da piezoresistivi e conduttivo tessuti, e non diversi di cellule viventi, come nel caso di vera pelle. Come in una vera strati di pelle artificiale in grado di rispondere a diversi livelli di pressione: in caso di forte stimolazione «эдермис» più veloce e più forte trasmette sensazioni, e quando meno intenso – più lenta e più debole.

Le informazioni Ottenute dalla «pelle» si traduce in impulsi simili non sono quelli che vengono utilizzati veri neuroni per comunicare tra di loro. Poi attraverso piccole stimolazioni elettriche questi нейроноподобные vengono trasmessi gli impulsi dei nervi periferici nella pelle di un arto amputato, provocando una sensazione di pressione e il dolore.

Per controllare il sistema gli scienziati hanno invitato un gruppo di volontari. Tra di loro c'era un uomo di 29 anni con amputata sopra il gomito con la mano sinistra. Entro due mesi Luke Osborne era la mappa dei nervi periferici arti amputati. Grazie all'utilizzo di deboli elettrici stimolazioni dottorando in grado di determinare come i nervi periferici sono collegati con il fantasma dolori, che aveva invitato volontario. Nell'ambito della ricerca Osborne ha rilevato che il trasferimento di una certa quantità di corrente ad una certa frequenza, non solo ha restituito all'uomo il senso del tatto perso un arto, ma ha causato fantasma sensazione di dolore. Secondo Тхакора, il dolore non era forte, il volontario ha valutato il suo 3 punti su una scala di 10 punti.

Schema di sistema «эдермис»

Dopo la necessaria taratura, gli scienziati hanno raccolto l'intero sistema: «эдермис» messo le dita artificiali, modello нейроноподобных impulsi scaricato il controller della protesi, e stimolatore elettrico collegato al culto di mano amputata. Successivi test hanno dimostrato che l'uomo è in grado non solo di toccare l'oggetto, con la quale passa la manipolazione con l'ausilio di protesi, il chiamante ha la sensazione dell'arto fantasma, ma anche di distinguere se un oggetto è, ad esempio, tonda o a punta. In aggiunta a questo la protesi è stato programmato per il dolore «sensazioni», per automaticamente allentamento acuta oggetto nella definizione di questo sentimento.

In questo studio, gli scienziati sono riusciti a trasmettere in modo efficace le informazioni sensoriali al sistema nervoso di una persona utilizzando la stimolazione elettrica della pelle della mano amputata, ma la trasmissione di impulsi neurali può essere effettuata con l'aiuto di altre tecnologie. Grandi speranze mostrano la tecnologia di impianto di speciali elettrodi cerebrali, reinnervazione muscolare (ripristino fornitura tessuti nervi, che prevede il loro legame con il sistema nervoso centrale), nonché lo sviluppo di tecnologie нейрокомпьютерных interfacce.

«un Giorno tutto questo possiamo impiantare e integrare direttamente nel nostro sistema nervoso centrale, e non solo nella pelle. Ma il nostro approccio è già disponibile qui e ora», — ha commentato Тхакор.

In seguito, lui e il suo laboratorio prevedono di fare ricerche di altri materiali, che potrebbero diventare la base per «elettronica della pelle» e permettere di trasferire una più ampia gamma di sensazioni tattili.

Sviluppato dagli scienziati tecnologia può anche trovare il suo potenziale nel campo della robotica e tecnologie di realtà aumentata. Nel dettaglio Тхакор andare non è diventato, ma è del tutto evidente che le abilità tattili permettono di robot in modo più efficace di adattarsi a lavoro con diversi oggetti e gestire una vasta gamma di attività. L'introduzione delle stesse tecnologie nei processi produttivi in modo significativo a ridurre il suo costo e amplierà il campo di applicazione.