°C
      2020 12 02 Trečiadienis

      Išrasta nauja dirbtinė oda, galinti jausti prisilietimą, skausmą ir karštį

      Nuotrauka: RTE nuotr.

      2020-10-11 09:00:00

      Grupė mokslininkų iš RMIT universiteto pagamino dirbtinę, elektroninę odą, kuri sugeba funkcionuoti panašiai į mūsų. Šis naujas išradimas gali akimirksniu perduoti skausmo signalus į smegenis ir prilygsta mūsų nervinių impulsų sklidimo greičiui.

      Oda yra pats didžiausias organas, dengiantis visą žmogaus kūną.

      Visas odos plotas yra padengtas įvairiais sensoriais, kurie reaguoja į išorinį stimulą ir, priklausomai nuo jo intensyvumo, jį perduoda smegenims.

      Jautri oda yra sveikatos ženklas. Jau daugelį metų taikomas „adatėlės“ testas, skirtas nustatyti nervų pažaidos lygiui. Tai yra naudojama diabetinės neuropatijos, paralyžiaus atveju ir kitų būklių metu, įtariant bet kokį nervų sutrikimą.

      Dirbtinė oda, sugebanti ir priimti ir perduoti signalą yra labai svarbu žingsnis į priekį medicinoje bei robotikoje.

      Šio tipo receptoriai gali būti naudojami norint „išgydyti“ pažeistus nervus, padidinti jautrumą tam tikram stimului arba būti panaudoti kuriant saugius mechanizmus, galinčius perduoti informaciją žmogui arba kompiuteriui.

      „Mūsų skausmą jaučiantis išradimas yra milžiniškas žingsnis į priekį, kuriant ateinančios kartos biomedicinines technologijas ir robotus,“ sako tyrimo bendraautorius, profesorius Madku Bhaskaran, priklausantis „funkcinių medžiagų ir mikrosistemų“ tyrimų grupei, RMIT universiteto Mikro – Nano mokslo institute. „Oda yra mūsų didžiausias organas, jame pilna sudėtingos struktūros receptorių, kurie žaibo greičiu perduoda informaciją iš taško A į tašką B.“

      „Mes visą laiką kažką jaučiame, tačiau skausmas atsiranda tik peržengus tam tikrą sensorinį slenkstį, pavyzdžiui palietus kažką karšto arba aštraus.“

      „Iki šiol jokia technologija nesugebėjo realistiškai atkartoti šio pojūčio.“

      „Mūsų dirbtinė oda reaguoja akimirksniu, kai yra pasiekiamas tam tikras spaudimo, karščio ar šalčio lygis.“

      „Tai yra pagrindinis dalykas, kurio reikėjo, jog galėtume pagaminti kuo realistiškesnius galūnių, ar kitų kūno vietų protezus, suteikiant geresnę gyvenimo kokybę žmonėms, kurie naudojasi šiomis priemonėmis. Taip pat tai gali pasitarnauti ir robotikos srityje.“

      Profesorius Bhaskaran kartu su savo kolegomis pagrinde naudojo šias tris technologijas:

      1. Tamprią elektroniką: sumaišę oksidines medžiagas su biologiškai suderinamu silikonu, sukūrė nelūžtančias, permatomas, galimas dėvėti elektronines priemones, kurios yra plonos kaip pleistras.
      2. Į temperatūrą reaguojančias dangas: panaudotos save modifikuojančios medžiagos, 1000 kartų plonesnės už žmogaus plauką, pagamintos iš medžiagos, reaguojančios į šilumą.
      3. Smegenis imituojančią atmintį: elektroninės atminties ląstelės, imituojančios mūsų smegenis – jos gali kaupti ir „prisiminti“ informaciją.

      Į spaudimą reaguojantys sensoriai yra sudaryti iš tamprios elektronikos ir atminties ląstelių. Karščio sensoriai – iš į temperatūrą reaguojančios medžiagos ir atminties ląstelių, o skausmo – iš visų trijų.

      „Atminties ląstelės visuose trijuose prototipuose yra atsakingos už informacijos perdavimą, kai pasiekiamas tam tikras spaudimo, karščio ar skausmo lygis,“ teigia mokslininkas Md. Ataur Rahman.

      „Iš esmės mes sukūrėme pirmuosius elektroninius somatosensorius, galinčius kopijuoti pagrindines mūsų sudėtingos nervų sistemos veiklas, susidedančias iš neuronų, impulso perdavimo kelių ir receptorių, nuo kurių priklauso mūsų jutimai.“

      „Jau yra sukurtos skausmą jaučiančios technologijos, pagrįstos elektriniais signalais, tačiau ši naujoji dirbtinė oda reaguoja ir į spaudimą bei temperatūrą ir sugebą šiuos jutimus perduoti realiu laiku.“

      Tai reiškia, jog „naujoji oda“ supranta skirtumą tarp švelnaus prisilietimo su adatėle arba pirštu, ir įsipjovimo peiliu. Iki šiol mokslas nebuvo sugebėjęs sukurti elektroninio prietaiso, kuris galėtų pajausti skirtumą tarp šių dviejų veiksmų, tačiau mes tai padarėme.“

      Skaityti komentarus