Протезування може незабаром набути абсолютно нового значення. Справа в тому, що вчені створили новий тип штучного нерва, який може відчувати дотик, обробляти інформацію та спілкуватися з іншими нервами, як це відбувається в наших власних тілах.
– Це хороший успіх, – каже Роберт Шеферд, експерт із органічної електроніки в Корнельському університеті. Мало того, що м'які, гнучкі, органічні матеріали використовуються для того, щоб зробити штучний нерв ідеальним для інтеграції в рухомі тканинами людини, але вони також відносно дешеві для виробництва у великих масивах, – говорить Шеферд.
Сучасне протезування вражає нашу уяву: деякі дозволяють ампутантам керувати рухами з допомгою думок; в інших є датчики тиску на кінчиках пальців, які допомагають носіям контролювати зчеплення з предметами без необхідності постійно стежити за цим процесом. Але наше природне відчуття дотику набагато складніше, інтегруючи тисячі датчиків, які відстежують різні типи тиску, такі як м'який і сильний дотик, а також здатність відчувати тепло та змінювати положення. Цей величезний обсяг інформації переправляється мережею, яка пропускає сигнали через локальні групи нервів до спинного мозку і, в кінцевому підсумку, до мозку. Тільки тоді, коли сигнали поєднуються, щоб стати сильними, вони перетворюються на рух.
Тепер дослідники під керівництвом хіміка Чженана Бао в Стенфордському університеті в Пало-Альто, штат Каліфорнія, побудували штучний сенсорний нерв, який працює так само. Виготовлений з гнучких органічних компонентів, нерв складається з трьох частин. По-перше, серія з десятків датчиків підхоплює сигнали тиску. Натискання одного з цих датчиків викликає збільшення напруги між двома електродами. Цю зміну потім підхоплює другий пристрій, який називається кільцевим осцилятором, який перетворює зміни напруги на ланцюжок електричних імпульсів. Ці імпульси, а також сигнали з інших датчиків (тиску, кільцевих осциляторів), поєднуються з третім пристроєм, який називається синаптичним транзистором. Він посилає серію електричних імпульсів у шаблони, які відповідають біологічним нейронам.
Чженана Бао та її колеги використовували свій винахід, щоб спонукати рух маленького стрижня, який рухається в різних напрямках з допомогою їхніх датчиків тиску, а також розрізняти символи Брайля. Більш того, їм вдалося підключити їх штучний нейрон до біологічного аналога. Дослідники відокремили ніжку від таргана і вставили електрод зі штучного нейрона до нейрону в нозі шийки комахи. Сигнали, що надходять зі штучного нейрону, спричинили контракти з м'язом у нозі.
На думку вчених, така система може надати набагато більше сенсорної інформації людям, які користуються протезами, допомагаючи їм краще контролювати свої нові придатки. Це також може дати майбутнім роботам більшу здатність взаємодіяти зі своїм постійно мінливим середовищем – щось важливе для виконання складних завдань, наприклад, турботи про людей похилого віку.