Создана электронная кожа, ощущающая прикосновения и передающая сигналы в мозг

Стэнфордские ученые разработали мягкую и эластичную электронную кожу, которая может напрямую общаться с мозгом, имитируя сенсорную обратную связь. Это дает надежду миллионам людей, потерявших конечности. А может быть, даже поможет создать роботов, способных чувствовать. Об этом пишет Science.

Кожа человека имеет миллионы рецепторов. Они реагируют, посылая электрические импульсы в мозг через нервы. Мозг отвечает, отправляя информацию назад и приказывая мышцам двигаться. Живая кожа мягкая и может многократно растягиваться.

“Мы были вдохновлены природой и хотели имитировать ее. Возможно, мы когда-нибудь сможем помочь пациентам не только восстановить двигательные функции, но и чувства”, – говорит Вайхен Ван, первый автор исследования.

В искусственной коже трудно повторить такое же растяжение и сохранить электропроводность. В новой разработке используются объединенные в сеть эластичные слои органических транзисторов, которые воспринимают и передают электрические сигналы. Слои, сложенные между собой, имеют толщину всего от 25 до 50 микрон – тонкие, как лист бумаги. Сети действуют как датчики измерения давления, температуры, напряжения и химических веществ. Они и превращают эту сенсорную информацию в электрический импульс. Для работы электронной коже требуется всего от 5 вольт электричества.

При прикосновении к электронной коже крысы импульс передавался в ​​мозг, в соматосенсорную кору, отвечающую за обработку физических ощущений. Мозг крысы отреагировал, послав электрический сигнал на ногу. Это было сделано с помощью устройства, которое усиливает и передает сигналы от мозга к мышцам, имитируя связки в нервной системе. Примечательно, что движение соответствовало разной силе давления.

В случае испытаний на людях устройство не требует имплантации провода для передачи сенсорной информации в мозг. Команда предполагает использование беспроводной связи между электронной кожей и электрическим стимулятором, расположенным рядом с нервом.

Но кое-чего новой коже еще не хватает – устойчивой памяти. Человеческая кожа запоминает, как чувствуется объект, а затем может предсказать это. Есть еще одна проблема – передача сигналов пока слишком медленная, чтобы быть полезной. Следующим шагом будет размещение большего количества разных датчиков в электронной коже, чтобы точнее воспроизвести ощущение.