تجربه واقعی درد با اولین پوست مصنوعی جهان

تکرار واکنش فوری و شدید به درد مدتهاست که هدف دانشگاهیان بوده است که امیدوارند پروتز‌های واقعی و پیوند‌های پوستی بهبود یافته ایجاد کنند.

دانشمندان دانشگاه RMIT استرالیا در تحقیقات خود، اعصاب انسان را با سیگنال‌های الکتریکی تحریک کردند تا به قابلیت واکنش سریع در پیوند‌های خود دست یابند.

به گفته محقق ارشد مطالعه فوق،  این پوست مصنوعی، پیشرفت چشمگیری به سمت فناوری‌های زیست پزشکی نسل جدید و رباتیک هوشمند محسوب می‌شود.

این محقق ارشد گفت: پوست بزرگترین اندام حسی بدن ماست که دارای ویژگی‌های پیچیده‌ای برای ارسال سیگنال‌های هشدار سریع هنگام آسیب است. ما همه چیز را از طریق پوست احساس می‌کنیم، پاسخ به درد در بدن معمولا از پوست شروع می‌شود، مثلا وقتی یک شیء بسیار گرم یا تیز را لمس می‌کنیم؛ تاکنون هیچ فناوری الکتریکی نتوانسته است واقعاً آن احساس انسانی را تقلید کند؛ وقتی فشار، گرما یا سرما به آستانه دردناک برسد، پوست مصنوعی ما بلافاصله واکنش نشان می‌دهد، این یک گام مهم رو به جلو در توسعه آینده سیستم‌های بازخورد پیچیده‌ای است که ما باید برای پروتز و رباتیک هوشمند ارائه دهیم.

ترفند شگفت انگیز الکتریکی مورد استفاده برای ایجاد اولین پوست واقعی، ترکیبی از سه دستگاه اولیه است که قبلاً توسط این تیم ایجاد شده بود؛ یکی از آن‌ها توسعه ساختاری شامل لایه الکترونیکی قابل کشش بود که با وجود شفاف و نازک بودن، مقاومت مواد را فراهم می‌کرد؛ سایر پوشش‌ها ۱۰۰۰ برابر نازک‌تر از موی انسان هستند که به گرما و سلول‌های حافظه الکترونیکی پاسخ می‌دهند که از طریق آن مغز اطلاعات قبلی را در مورد خطرات احتمالی تقلید می‌کند.

سه نمونه اولیه از این پوست مصنوعی ساخته شده است که نمونه اولیه آن سنسور فشار را با الکتریک قابل کشش و سلول‌های حافظه بلندمدت ترکیب می‌کند؛ نمونه دوم سنسور گرما را با پوشش‌های واکنش پذیر دما و حافظه ادغام می‌کند و سومین فناوری موفق به تلفیق هر سه فناوری یعنی سنسور فشار، گرما و سرما شده است. سلول‌های حافظه در نمونه اول، هنگامی که فشار، گرما یا درد به آستانه تعیین شده رسیدند، باعث ایجاد پاسخ می‌شوند.

یکی دیگر از محققان شرکت کننده در ساخت این پوست مصنوعی درباره این دستاورد مهم گفت: ما اساساً اولین حسگر‌های الکتریکی را ایجاد کرده‌ایم، تکرار ویژگی‌های اصلی سیستم پیچیده نورون‌ها، مسیر‌های عصبی و گیرنده‌های بدن که درک ما از محرک‌های حسی را تحریک می‌کند؛ در حالی که برخی از فناوری‌های موجود از سیگنال‌های الکتریکی برای تقلید از سطوح مختلف درد استفاده کرده‌اند، این دستگاه‌ جدید می‌تواند به فشار مکانیکی، دما و درد واقعی واکنش نشان داده و پاسخ الکتریکی مناسبی را ارائه دهد، این بدان معناست که پوست مصنوعی ما تفاوت بین لمس آرام انگشت را از ضربه چاقو تشخیص می‌دهد، یک تمایز مهم که قبلاً به صورت الکتریکی حاصل نشده است.