Чувствительный протез
Люди, потерявшие руку или ногу, часто испытывают фантомные ощущения, как будто отсутствующая часть тела все еще существует. Эта иллюзия близка к тому, чтобы стать реальностью, благодаря группе инженеров из Университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University). Они создали электронную оболочку, которая имитирует чувство осязания в кончиках пальцев.
Кожа человека содержит сложную сеть рецепторов, которые передают различные сигналы в мозг. Эта сеть стала биологическим шаблоном для авторов проекта.
Электронная кожа e-dermis изготовлена из прорезиненной ткани, в которую в несколько слоев вшиты датчики, имитирующие нервные окончания – механорецепторы и ноцицепторы. Они позволяют человеку ощущать текстуру поверхности, отличать гладкие предметы от шероховатых, создают тактильные ощущения от легкого касания до сильного надавливания, а также позволяют чувствовать боль. Последнее свойство нужно для того чтобы понимать, когда протезу грозит опасность повреждения. Электронные датчики воспринимают раздражители и передают импульсы периферическим нервам через кожу. Для установки протеза не требуется инвазивных процедур.
Тактильная информация от пальцев протеза преобразуется контроллером в нейроморфный сигнал и через кожу стимулирует периферические нервы, которые несут эту информацию в соответствующую зону коры головного мозга. Источник: статья в Science Robotics.
Протез был испытан на добровольце, перенесшем ампутацию кисти. Электроэнцефалография показала очаги возбуждения в соматосенсорных областях коры головного мозга и подтвердила фантомную активацию руки во время стимуляции.
Восприятие прикосновения и боли являются фундаментальными составляющими повседневной жизни человека, оно дает ценную информацию о нашей среде, а также обеспечивает защиту тела от повреждения. Протез с системой e-dermis стал еще более похож на руку человека. Он поможет пациенту быстрее адаптироваться к произошедшим с организмом изменениям и вернуться к нормальной жизни.
Статья L. E. Osborn et al. Prosthesis with neuromorphic multilayered e-dermis perceives touch and pain опубликована в журнале Science Robotics.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Johns Hopkins University: Bringing a Human Touch To Modern Prostetics.