Künstlicher Haut könnte Menschen mit Prothesen geben ein Gefühl der Berührung

Künstlicher Haut in einem Labor erstellt "spürt" ähnlich wie eine Fingerspitze Druck spürt, und eines Tages ließen die Leute Gefühl in ihre Prothesen, sagen Forscher.

Konnten die Forscher in der Lage, das berührende Gefühl als einen elektrischen Impuls an die relevanten "berühren" Gehirnzellen bei Mäusen zu senden, festgestellt die Forscher in ihrer neuen Studie.

Die elastische, flexible Haut besteht aus synthetischem Kautschuk, die entwickelt wurde, um Mikron-Skala Pyramide wie Strukturen, die es besonders empfindlich auf Druck, bilden eine Art wie Mini-internen Matratze Federn haben. Die Wissenschaftler bestreut den druckempfindlichen Belag mit Kohlenstoff-Nanoröhren-mikroskopische Zylindern von Kohlenstoff, die hoch leitfähige auf elektrischen Strom sind — so dass, wenn das Material berührt wurde, wird eine Reihe von Impulsen aus dem Sensor erzeugt.

Reihe von Impulsen wird dann an den Gehirnzellen in einer Weise gesendet, der ähnelt, wie Touch-Rezeptoren in der menschlichen Haut Empfindungen an das Gehirn senden. "Wir waren in der Lage, [ein] sehr ähnlich wie biologische mechanischen Rezeptoren zu schaffen", sagte Benjamin Tee, führender Autor des Papiers und ein Wissenschaftler bei der Agentur für Wissenschaft, Technologie und Forschung in Singapur. [Bionischen Menschen: Top 10 Technologien]

Um zu testen, ob die Haut das Gehirn elektrische Impulse schaffen könnte könnte Zellen reagieren, die Wissenschaftler die synthetische Haut an einen Stromkreis angeschlossen, eine blaue LED-Beleuchtung angeschlossen. Wenn die Haut berührt wurde, der Sensor elektrische Impulse an die LED, die als Reaktion gepulst gesendet. Die Sensoren übersetzt dieser Druckimpuls in eine elektrische Impulse. Wenn die Sensoren in der Haut der elektrischen Impuls an die LED gesendet – vergleichbar mit Touch-Rezeptoren im realen Haut sendenden Touch-Sensation-Signale an das Gehirn – ein blaues Licht blitzte. Je höher der Druck, desto schneller blitzte die LED.

Wissenschaftler hinzugefügt Channelrhodopsin, ein spezielles Protein, das Gehirnzellen reagieren auf blaues Licht, um die Maus Gehirnzellen verursacht. Die Channelrhodopsin der LED Licht wirken wie Rezeptor Zellen in der Haut zu lassen. Wenn das Licht blitzte Signal es ein an die Gehirnzellen, dass die künstliche Haut berührt worden war.

Das Experiment zeigte, dass, wenn die künstliche Haut berührt wurde, die Gehirnzellen in der gleichen Weise reagieren würde, wie echte Haut berührt Gehirn reagieren, sagte der Forscher in der Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Science Okt. 16.

Mit Licht, um Gehirnzellen zu stimulieren ist eine relativ neue Studie namens Optogenetik, in denen Wissenschaftler spezielle Proteine Gehirnzellen, die lassen Sie sie auf Licht reagieren und, hinzufügen zeigt Wissenschaftler wie verschiedene Teile des Gehirns Werkes. Der Vorteil der Verwendung Optogenetik gegenüber anderen Technologien, die Neuronen, wie z. B. Elektroden, die direkt zum Hirngewebe, direkt zu stimulieren ist, dass höhere Frequenzen verwendet werden können, sagte Lee. Eine Technologie, die die Zellen bei höheren Frequenzen stimulieren können ist wichtig weil es genauer die Art und Weise erschafft, dass Rezeptor Zellen Signale an unser Gehirn senden.

Die Prüfung ist noch in der Anfangsphase, und die Haut nicht mit menschlichen Neuronen getestet wurde.

"Wir eigentlich verbinden [die Sensoren] eine Roboterhand und einen Computer,", sagte t-Stück, fügte hinzu, dass sie die Puls-Spikes aufnehmen konnten. Aber sagte diese Experimente entwickelt wurden, in erster Linie zu beweisen, dass die Technik war in der Lage, ein Signal auszusenden, die von den gleichen Robotik-Technologien im prothetischen Spitzentechnologien verwendet registriert werden könnte, Tee Leben Wissenschaft.

"Der logische nächste Schritt wäre, [Haut] in höheren Primaten zu testen", sagte t. "Das letztendliche Ziel ist die echte menschliche Gehirn stimulieren Haut haben."

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