В Соединенных Штатах провели испытания нового покрытия для протезов, которое позволяет пользователям ощущать боль. Имитация болевых ощущений достигается посредством электростимуляции нервов сохранившейся части конечности.
Ученые из Школы медицины Университета Джонса Хопкинса создали покрытие для протезов, которое позволяет передавать широкий спектр ощущений, в том числе болевые. Данная технология предотвратит повреждение протеза при контакте с огнем или острыми предметами. Описание методики опубликовано в журнале Science Robotics.
Дискомфорт, связанный с болью, является неотъемлемой частью человеческого опыта, поскольку он выполняет функцию предупреждения об угрозе. Разработчики новой технологии утверждают, что способность ощущать боль при использовании искусственной конечности уменьшит риск бытовых травм, в том числе позволит не повредить дорогостоящий протез.
Новая методика имитирует естественный процесс, посредством которого кожа передает ощущение боли. Раздражитель активирует клетки-ноцицепторы, находящиеся в коже и реагирующие на стимулы, потенциально способные нанести повреждения тканям организма, а также механорецепторы, чувствительные к давлению или вибрации. После этого сенсорные нейроны спинного мозга передают информацию в головной мозг.
Искусственная «кожа» включает в себя синтетические аналоги ноцицепторов и механорецепторов, которые при воздействии генерируют электрические импульсы, воспроизводящие естественную реакцию. Электростимуляция передает сигнал по нервам периферической нервной системы: через электроды, расположенные на сохранившейся части конечности, подается ток с определенными параметрами. В результате нервные окончания передают информацию в головной мозг. Разработчики отмечают, что такая «кожа» может быть использована с существующими современными протезами, что позволит пользователям протестировать методику без необходимости замены протеза.
В ходе тестирования принимал участие человек с протезом руки. Благодаря новому покрытию он смог различать нейтральные и болезненные ощущения от прикосновений, а также определять форму предметов (например, гладкие или острые). Доброволец отметил, что испытывал лишь незначительную боль, оценив ее интенсивность в три балла по десятичной шкале. Перенести такое воздействие не составляет труда, при этом сохраняется полезный предупреждающий эффект, связанный с болевыми ощущениями. Разработчики технологии надеются, что в будущем удастся создать искусственную кожу, позволяющую контролировать степень восприятия боли или периодически отключать эту возможность.
Ранее в Университете Глазго разработали синтетическую «кожу» для протезов, питаемую солнечной энергией.