Вони створили електронні датчики, які посилають в мозок мишей практично такі самі сигнали, як і механорецептори в шкірі людини, повідомляє Lenta.ru. з посиланням на статтю в журналі Science.
Читайте такожВчені створили унікальну лінзу, яка забезпечує довічну гостроту зору (відео)
Датчики дотику на сучасних протезах все ще не можуть зрівнятися зі справжніми тактильними рецепторами шкіри. Коли останні відчувають зовнішній тиск, вони "вистрілюють" потоком нервових імпульсів: чим сильніше тиск, тим вище частота. Однак штучні датчикипоки були виключно аналоговими пристроями - сильний тиск викликає в них більш сильний сигнал, а не підвищує частоту імпульсів. Тому вони потребують додаткової мікросхеми, перетворюючої сильні сигнали в цифровий потік імпульсів.
Інженер-хімік зі Стенфордського університету Чженань Бао та її колеги створили датчики, які відразу ж видають цифрові сигнали. Вони виправили пристрої, розроблені ще в 2010 році: мініатюрні гумові стрижні, що містять струмопровідні вуглецеві нанотрубки і пару електродів. У стані спокою гума ізолює електроди один від одного, а при тиску нанотрубки стикаються й струм починає йти між електродами.
Чженань Бао замінила стрижні на перевернуті піраміди і збільшила їх чутливість до дотиків (від легенького дуття вітерця до міцного рукостискання). Також вона додала туди кільцеві генератори, що перетворюють електричні сигнали від пірамід в потік імпульсів. Як і в природних тактильних рецепторах, чим сильніше тиск, тим вище частота імпульсів, які видають кільцеві генератори.
Однак група Чжэнанья Бао пішла ще далі. Зазвичай в експериментах такого роду в кору головного мозку тварин вбудовуються металеві електроди. Вони досить швидко ушкоджують тканини мозку, через що тривалість експериментів сильно лімітована. Вчені вирішили надсилати електронні імпульси від датчиків дотику до світлодіоду, який конвертував їх у потік імпульсів синього світла.
Колеги-генетики перебудували соматосенсорну кору мишей так, щоб та поглинала синє світло і реагувала на нього. Зріз світлочутливої кори вирізали з організму миші і помістили в лабораторні умови. Далі в ході експерименту вони з'ясували, що тканини мозку приймали сигнали від датчиків і природно реагували на них.
Однак до практичного застосування нової технології ще далеко: тканини людського мозку, наприклад, поки неможливо генетично модифікувати для прийому світлових сигналів. Таким чином, вченим доведеться шукати новий спосіб безпечної і довгострокової передачі електричних сигналів від протезів до мозку.
