Електронна шкіра дозволяє відчувати біль через протези

Електронна шкіра дозволяє відчувати біль через протези
Larry Canner/JHU
Дослідники з Університету Джона Хопкінса створили нову електронну шкіру (e-dermis), яка дозволяє відчувати біль та інші відчуття в відсутніх кінцівках.

До 20-го століття, що носять протезну кінцівку, було не так вже й велика. Вони часто були громіздкими дерев'яними пристосуваннями з однаковою формою і функцією, які не відповідали їх природним аналогам. Однак сьогодні у нас є протезування, яке ми можемо контролювати своїми умами, які пророкують рух, і які ідеально підходять завдяки 3D-друку.

Проте, навіть найбільш просунуті протези мають можливості для поліпшення. Вони до цих пір не дають носію масу відгуків про те, що вони стосуються - ніяких температур, ніяких текстур. Ось чому дослідники з Університету Джона Хопкінса створили нову електронну шкіру (e-dermis). При нанесенні поверх протезного пристрою ця штучна шкіра дозволяє ампутувати біль та інші відчуття в їх відсутньої кінцівки. Дослідники опублікували своє дослідження в середу в журналі Science Robotics.

Щоб створити електронну шкіру, яка функціонує як людська шкіра, дослідники почали шукати - де ще? - на шкірі людини. Вони відзначили, що наша шкіра містить мережу рецепторів, які передають в мозок різні відчуття, даючи нам знати, чи є те, що ми торкаємося, гострим або гладким, гарячим або холодним, твердим або м'яким і т. Д

Вони розробили свій пристрій для передачі двох конкретних відчуттів: кривизни об'єкта і його різкості. Вони побудували свої електронні дерми з комбінації тканини і гуми, додавши в шари датчиків для імітації рецепторів в шкірі людини. Ці рецептори могли виявляти відчуття об'єкта - наприклад, гострі, - і потім посилати ці відчуття на периферичні нерви в залишкової кінцівки ампутації через дроти.

Щоб з'ясувати, яку інформацію пристрій повинен відправити своєму власникові, дослідники використовували метод підшкірної стимуляції електричного нерва (TENS), щоб стимулювати периферичні нерви в залишкової кінцівки ампутеі і запитати, що вони відчували в їх примарною кінцівки.

Наприклад, скажімо, що певний рівень TENS в одному місці на остаточний кінцівки викликав відчуття болю в примарному пальці ампутації. Дослідники знали б, що цей рівень електронної стимуляції доходить до цього місця, коли великий палець протеза торкнувся чогось порівняно хворобливого, такого як гострий предмет.

Вони виявили активність мозку за допомогою електроенцефалографії (ЕЕГ), щоб підтвердити, що цей процес стимулював фантомний кінцівку.

e-dermis
Зображення: Університет Джона Хопкінса

По суті, дослідники навчили їх електронну дерму електронним чином кодувати різні відчуття, як і шкіра людини. Один із способів, який може бути корисний? Е-дерма може зробити протези більш живими, захищаючи їх від пошкоджень.

«Через багато років я відчув, що моя рука, немов порожня оболонка, знову наповнена життям», - сказав один з добровольців Лук Осборн, співавтор дослідження, згідно Атлантиці. «Я можу розрізняти біль і не-біль, не думаючи, інстинктивно усвідомлюючи, що моя рука в небезпеці».

В кінці кінців, e-dermis може навіть допомогти нам дати роботам можливість «відчувати» відчуття по-людськи, відзначають дослідники в прес-релізі. Поки ж, даючи людям можливість відчути ці відчуття знову, ймовірно, досить захоплює.

Джерела: Johns Hopkins University, Science

Автор: Крістін Хаузер
ОСТАННІ КОМЕНТАРІ