Zobacz jak naukowcy chcą przywracać utracony zmysł dotyku

Współczesna technologia jest dziś zdolna do wyprodukowania bogatej gamy protez. Od tanich,

drukowanych w 3D

poprzez stylizowane na

Metal Gear Solid

protezy z funkcją wysyłania maili, aż po smukłe, zgrabne protezy ręki, które nareszcie dostępne są w wielu rozmiarach.

Mimo mnożących się możliwości, poszukiwania świętego Graala trwają. Naukowcy wciąż starają się wyposażyć protezy w funkcję zmysłu dotyku. Umożliwiłoby to ludziom po amputacjach na nowo pełny kontakt ze światem.

Badaczom z Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) we współpracy z kolegami ze Scoula Superiore Sant'Anna (SSSA) udało się opracować sztuczną końcówkę palca, która umożliwia rozróżnianie w czasie rzeczywistym powierzchni gładkich i porowatych.

„Wrażenie dotyku jest mocno zbliżone do naturalnego" – przyznaje w materiale wideo wydanym przez EPFL Dennis Aavo Sorenson – osoba po amputacji. Test sztucznego palca polega na przesunięciu go po porowatej powierzchni niewielkiej płytki. „Rzeczywiście, da się wyczuć chropowatość powierzchni. Czuć wgłębienia i grzbiety na płytce" – podsumowuje Sorenson.

W badaniu opublikowanym we wtorkowym wydaniu magazynu „eLife", można przeczytać opis procedury chirurgicznego połączenia napakowanego sensorami sztucznego palca z elektrodami umieszczonymi w obwodowym układzie nerwowym w miejscu amputacji. Naukowcy są przekonani, że ich wynalazek przyczyni się do szybszego rozwoju protez wyposażonych w zaawansowany system sensoryczny. Za cel stawiają sobie przywrócenie ludziom po amputacjach zmysłu dotyku, ale też wyczucia wagi, zdolności odróżniania powierzchni oraz rozpoznawania temperatury dotykanych obiektów.

Oprócz osób po amputacji, do testów najnowszej protezy zaproszono również chętnych posiadających pełne zdolności czuciowe. Elektrody, jak poprzednio, wszczepiono im do obwodowego systemu nerwowego na wysokości ramienia. Trzymając protezę palca, przesuwali ją po kawałku plastiku o zróżnicowanej fakturze. W każdym przypadku nerwy przedramienia stymulowane były impulsami elektrycznymi odpowiadającymi zmianom na powierzchni płytki.

Testy okazały się skuteczne w przypadku aż 77% różnych powierzchni dla badanych o pełnej zdolności sensorycznej. Sorenson za to był w stanie rozróżnić porowatość z 96% skutecznością. Podczas testów dodatkowo porównywano aktywność fal mózgowych zarówno u ludzi po amputacjach, jak i tych, którzy ich nigdy nie przechodzili. W obu przypadkach stwierdzono zwiększoną aktywność mózgu w tych samych rejonach. Dla ludzi po amputacjach oznacza to realną możliwość odzyskania zdolności sensorycznych. Badanie przeciera szlak dla dalszego rozwoju technologii na podstawie częstszych testów z udziałem większej liczby uczestników.

Podczas gdy, z jednej strony zbyt wcześnie jest, by mówić o szerokim zastosowaniu wrażliwych na dotyk systemów, można wyobrazić sobie wyposażenie w tę technologię robotyki chirurgicznej, produkcyjnej czy systemów ratujących życie. Jednym z przykładów mógłby być robot-ratownik wyposażony w zdolność rozpoznawania podłoża, po którym się porusza, dzięki czemu mógłby kontrolować utrzymywanie równowagi.