Американські вчені створили штучну шкіру, що розрізняє дотики

Вони створили електронні датчики, які посилають в мозок мишей практично такі ж сигнали, як і механорецептори в шкірі людини, повідомляє Lenta.ru. з посиланням на статтю в журналі Science.

Датчики дотику на сучасних протезах все ще не можуть зрівнятися зі справжніми тактильними рецепторами шкіри. Коли останні відчувають зовнішній тиск, вони "вистрілюють" потоком нервових імпульсів: чим сильніше тиск, тим вище частота.Однако штучні датчики поки були виключно аналоговими пристроями – сильний тиск викликає в них більш сильний сигнал, а не підвищує частоту імпульсів. Тому вони потребують додаткової мікросхеми, що перетворюює сильні сигнали в цифровий потік імпульсів.

Інженер-хімік зі Стенфордського університету Чженань Бао та її колеги створили датчики, що відразу ж видають цифрові сигнали. Вони виправили пристрої, розроблені ще в 2010 році: мініатюрні гумові стрижні, що містять струмопровідні вуглецеві нанотрубки і пару електродів. У стані спокою гума ізолює електроди один від одного, а при тиску нанотрубки стикаються, і струм починає йти між електродами.

Деокупація півдня країни – як українські військові відвойовують території

Заборона на пересування країною для військовозобов'язаних – всі деталі

Ракетні удари по мирних українськиих містах - липень 2022

Ядерний тероризм Росії

Чженань Бао замінила стрижні на перевернуті піраміди і збільшила їх чутливість до дотиків (від подиху вітерця до міцного рукостискання). Також вона додала туди кільцеві генератори, що перетворюють електричні сигнали від пірамід в потік імпульсів. Як і в природних тактильних рецепторах, чим сильніше тиск, тим вище частота імпульсів, які видають кільцеві генератори.

Однак група Чженань Бао пішла ще далі. Зазвичай в експериментах такого роду в кору головного мозку тварин вбудовуються металеві електроди. Вони досить швидко ушкоджують тканини мозку, через що тривалість експериментів сильно лімітована. Учені вирішили посилати електронні імпульси від датчиків дотику до світлодіоду, який конвертував їх у потік імпульсів синього світла.

Колеги-генетики перебудували соматосенсорну кору мишей так, щоб та поглинала синє світло і реагувала на нього. Зріз світлочутливої кори вирізали з організму миші і помістили в лабораторні умови. Далі в ході експерименту вони з'ясували, що тканини мозку брали сигнали від датчиків і природно реагували на них.

Однак до практичного застосування нової технології ще далеко: тканини людського мозку, наприклад, поки неможливо генетично модифікувати для прийому світлових сигналів. Таким чином, вченим доведеться шукати новий спосіб безпечної і довгостроковіої передачі електричних сигналів від протезів до мозку.