Ученые разработали электронную кожу, позволяющую через протез чувствовать боль

Почему именно боль? Главе исследования по разработке электронной кожи Нитишу Тхакору, профессору биоинженерии Университета Джонса Хопкинса постоянно задают этот вопрос.

Все дело в практическом смысле. Болевые рецепторы, находящиеся в коже, помогают нам защищаться от получения повреждений. Например, от острого ножа или горячей сковородки. В том же самом смысле люди с ампутированной конечностью смогут полагаться на восприятие боли, которая будет передаваться через искусственную кожу и протез, что позволит защититься от повреждения последнего, говорит Тхакор. Также ученый предлагает более комплексное и в какой-то степени даже поэтическое объяснение:

«Мы можем вернуть человеку утраченное чувство восприятия: от легкого прикосновения, до сильного давления и болевых ощущений. Я думаю, что это сделает искусственные протезы более ‘живыми’».

В статье, опубликованной журналом Science Robotics, Тхакор, его аспирант Люк Осборн, а также их коллеги описывают разработку и первоначальные испытания своей системы «эдермис» (от англ. electronic dermis, e-dermis — электронная кожа). В одном из последних тестов команда ученых постаралась добавить искусственному протезу возможность осязать боль и передавать ее носителю.

На создание искусственной кожи исследователей вдохновила особенность работы биологических рецепторов прикосновения, находящихся в нашем кожном покрове. Кожа содержит сразу несколько слоев из рецепторов. Созданная «эдермис» тоже состоит из множества слоев. Правда производятся они из пьезорезистивных и проводящих тканей, а не различных живых клеток, как в случае с настоящей кожей. Как и в настоящей слои искусственной кожи могут реагировать на различные уровни давления: при сильной стимуляции «эдермис» быстрее и сильнее передает ощущения, а при менее интенсивной – более медленно и слабее.

Получаемая информация от «электронной кожи» переводится в импульсы, похожие не те, что используются настоящими нейронами для взаимодействия между собой. Затем посредством небольших электрических стимуляций эти нейроноподобные импульсы передаются периферическим нервам в коже ампутированной конечности, вызывая чувство давления и боли.