Искусственные нервы и чувствительные к прикосновению протезы — уже реальность

Как передает «N+1», сотрудники Сеульского университета создали искусственный электронный аналог афферентного нерва. Они присоединили его к ноге таракана, сымитировали передачу сигналов от настоящих нервов таракана и заставили его ногу двигаться. Данная работа позволит получать продвинутые системы с протезами конечностей, дающими обратную связь. Речь идет о протезах с настоящими тактильными ощущениями.

Добиться этого удалось за счет имитации трех природных элементов — механорецепторов, регистрирующих давление на кожу, нервного волокна, собирающего сигналы с рецепторов и преобразующего их в потенциал действия, а также синапса, превращающего потенциалы действия в постсинаптический потенциал, который можно использовать для взаимодействия с эфферентными нервами и управления мышцами.

Создать механорецепторы получилось с помощью резистивных датчиков давления. Это плоский золотой электрод и располагающийся над ним углеродный электрод с поверхностью из множества пирамидок. Когда давление повышается, площадь контакта между электродами увеличивается, а электрическое сопротивление уменьшается, что позволяет измерить величину давления.

После фиксации давления этот сигнал подается на кольцевой осциллятор, преобразующий его в последовательность импульсов. Здесь частота импульсов кодирует величину давления. Сигналы с нескольких кольцевых осцилляторов собираются в транзисторе, имитирующем синапс (точку передачи сигналов между нейронами), и преобразуются в постсинаптический потенциал. Вкупе все эти элементы позволяют не только фиксировать само прикосновение, но и направление его движения. В частности, благодаря датчикам удавалось распознавать символы алфавита Брайля.