Nová "umelá pokozka" kroku k dotykovému dotyku pro umelé koncetiny

Tým inzenýru z Stanfordské univerzity v Kalifornii vytvoril plastový materiál, který rozpoznává tlak a prinásí signál prímo do zivé mozkové bunky. Ríká, ze jejich práce slouzí jako krok k vytvorení umelých koncetin s duvtipem.
Vytvorení nové "umelé kuze" predstavuje krok smerem k protetickým koncetinám, které dokází vycítit dotek.
Obrazový kredit: Bao Lab / Stanfordská univerzita

Inzenýri, vedený Prof. Zhenan Bao, publikují svou práci v casopise Veda.

Profesor Bao pracuje po desetiletí na vývoji materiálu, který muze napodobovat schopnost pokozky ohybnout a lécit, stejne jako posílat signály do mozku, které predstavují dotyk, teplotu a bolest. Jejím konecným cílem je vytvorit pruznou látku pritahovanou senzory, které pokrývají umelou koncetinu a kopírují nekteré smysly kuze.

Týmová technika se skládá z plastické sestavy se dvema vrstvami. Horní vrstva má snímací mechanismus a spodní vrstva funguje jako obvod, vysílá elektrické signály a prekládá je do zpráv pro nervové bunky.

Ve své nové práci obsahuje horní vrstva senzor, který rozpoznává tlak, jako je lidská kuze, a rozlisuje tlakové rozdíly mezi svetlejsím klepnutím prstu a pevným stiskem ruky.

Podle týmu se lidská kuze spoléhá na receptory, které posílají digitální signály pro "dotykové snímání", v nichz se menící tlaky prevádejí na radu napetových impulzu.

"Je to poprvé, kdy byl pruzný, kozní materiál schopen odhalit tlak a také prenáset signál na soucást nervového systému," ríká prof. Bao.

Smyslové informace odeslané "jako kód Morse"

Asi pred peti lety tým poprvé popsal, jak mohou být plasty a kaucuky pouzity jako tlakové senzory merením pruznosti jejich molekulárních struktur. Mohli zvýsit tuto citlivost tlaku tím, ze do plastické hmoty vlozili vzorek vafle a dále kondenzovali plastové molekulové pruziny.

Chcete-li vyuzít tuto schopnost snímání tlaku elektronicky, vedci sírí miliardy uhlíkových nanotrubicek pres plast. Vysvetlují, ze stlacení plastu roztrístí nanotrubicky jeste blíz, coz jim umozní provádet elektrinu.

Tímto zpusobem byl plastový snímac schopen napodobit lidskou pokozku a zpusob, jakým prenásí tlakovou informaci do mozku ve forme krátkých elektrických impulzu - neco jako Morseovský kód.

Krátké impulsy jsou pak odeslány do snímacího mechanismu. Odstranením tlaku se uvolnuje impulsní tok - coz svedcí o lehkém dotyku - pri odstranení veskerého tlaku se pulzy zastaví. Profesor Bao a její tým pak zavesili snímací mechanismus na druhou vrstvu umelé pokozky, která muze prenáset elektrické pulzy na nervové bunky.

Jejich konecným úkolem bylo prokázat, ze elektrický signál muze být rozpoznán biologickým neuronem. Udelali tak techniku ??vyvinutou Stanfordským profesorem bioinzenýrství - Karlem Deisserothem, který se stal prukopníkem optogenetiky, oboru kombinující genetiku a optiku.

"Jeste hodne práce"

K dokoncení svého úkolu vedci provedli radu neuronu, které replikují cást lidského nervového systému tím, ze prekládají elektronické tlakové signály z umelé kuze do svetelných impulzu. To zase aktivovalo neurony a prokázalo, ze kuze muze vytvorit senzorický výstup, který je schopen komunikovat s nervovými bunkami.

Ackoli tato technika s optogenetikou je experimentální, vedci tvrdí, ze dalsí stimulacní metody budou pravdepodobne pouzity v reálných umelých koncetinách. Chteli by nakonec vytvorit ruzné senzory, které by mohly dát koncetinám schopnost ríct napríklad rozdíl mezi mansestrem a hedvábím.

"Máme spoustu práce, abychom to mohli vzít z experimentálních aplikací do praxe," ríká prof. Bao. "Ale poté, co jsem v této práci strávil mnoho let, vidím jasnou cestu, kde muzeme vzít umelou pokozku."

Autori uzavírají svuj príspevek psaním:

"Tato práce predstavuje krok smerem k návrhu a pouzití organických elektronických obalu s velkými plochami s neuronove integrovanou dotykovou zpetnou vazbou pro náhradní koncetiny."

Minulý rok, Zdravotní novinky dnes hlásil úspesný vývoj protetického ramene rízeného mozkem.

Chemoterapie behem tehotenství neohrozí vseobecné zdraví dítete

Nedávná studie zverejnená v casopise The Lancet Oncology naznacuje, ze deti zen, které dostávaly chemoterapii behem tehotenství, nemají zádné nezádoucí úcinky, které se vyvíjejí stejne jako deti obecné populace. Studie vedla Dr. Frédéric Amant, Multidisciplinární centrum pro lécbu rakoviny prsu, Leuven Cancer Institute, Katholieke Universiteit Leuven, Belgie.

(Health)

Kazdodenní doplnení vitamínu D-3 muze být prínosem pro pacienty se srdecním selháním

U pacientu s chronickým srdecním selháním muze denní doplnení vitamínem D-3 zlepsit funkci srdce. To je záver nové studie, která byla nedávno predstavena na Americké kardiologické kardiologické skole 65. rocníku vedecké schuzky a výstavy v Chicagu v IL. Denní doplnení vitamínem D-3 zlepsilo srdecní funkci u pacientu se srdecním selháním v nové studii.

(Health)