Люди з пошкодженими переферійними нервами часто втрачають тактильні відчуття. Приблизно 2,8% пацієнтів з травмами не можуть відчувати предмети на дотик. Поширена практика лікування таких випадків – нервова алотрансплантація, однак цей метод має свої обмеження.
Не пропустіть Amazon планує відстежувати сон користувачів за допомогою радарів: для чого це компанії
Річ у тім, що провести таку операцію з успішним результатом можна лише у перші два роки після травми. Ще ж і надто, важлива життєздатність органів-мішеней і навіть при дотриманні цих умов ймовірність успіху невисока.
Доступні альтернативи
Одним із варіантів відновлення тактильних відчуттів є розробка нейропротезів. Однак доступні технології нейропротезування мають суттєві недоліки, включаючи складність використання і виробництва, а також необхідність у зовнішньому джерелі живлення.
Більшість експериментальних інтерфейсів, що забезпечують чутливість руці-протезу, підключаються до периферійних нервів. У процесі тренування їх стимуляція призводить до формування нових нейронних зв'язків у мозку, які переводять сигнали від датчиків протеза у тактильні відчуття.
Такі відчуття, як правило, далекі від натуральних і нагадують поколювання або пощипування. Крім того, подібні інтерфейси вимагають цілісності зв'язку периферійних нервів з корою мозку.
Новий спосіб відновлення чутливості кінцівок
Команда дослідників з Тель-Авівського університету під керівництвом Іфтах Шломо для відновлення тактильних відчуттів запропонувала використовувати трибоелектричні наногенератори.
Розроблений власноруч пристрій дослідники назвали TENG-IT. Він складається з двох шарів, нанесених на тонкі шари золота, які служать електродами. Полідиметилсилоксан вибрали у ролі негативно зарядженого матеріалу, а нейлон і ацетатбутират целюлози протестували як позитивно заряджений шар, оскільки вони обидва гнучкі, біосумісні і можуть генерувати великий електричний потенціал.
Коли пристрій імплантується під шкіру, він перетворює тиск в електричний потенціал, який через манжетні електроди передається неушкодженим сусіднім нервам, а вони, своєю чергою, передають сигнал ву мозок. Вчені перевірили довговічність пристрою, зробивши понад півмільйона натискань і в змодельованих біологічних умовах протягом 26 днів.
Цікаво Китайці показали прототип домашнього людиноподібного робота: на що він здатен
Тестування роботи на пацюках
Для перевірки роботи прристрою датчик імплантували щурам, у яких були пошкоджені нерви так, щоб знизити чутливість лап, але не заважати тваринам пересуватися. Щоб пристрій краще підходив за формою щурячої лапи, вчені зробили його у вигляді трикутника з площею 24 квадратних міліметри.
Дослідники розділили дев'ять самок щурів на три групи. Піддослідним з першої групи ніяких процедур не проводили, щурам з другої групи перерізали нерв, а тваринам, що потрапили в третю групу, також перерізали нерв, але при цьому в пошкоджену кінцівку імплантували пристрій TENG-IT. Після того, як щури оговталися від операції, вчені переконалися, що тварини не втратили здатність нормально пересуватися.
Врезультаті виявилося, що пацюки з пошкодженим нервом, яким було імплантовано датчик, зреагували на значно дрібніші подразники у порівнянні зі щурами без датчика. Причому цей результат порівняли з результатами тварин з контрольної групи.