iPon Hírek

Tapintáshű művégtagok jöhetnek

Dátum | 2015. 10. 29.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Bár művégtagok egyre inkább alkalmasak arra, hogy az elvesztett végtagokat a mozgás szintjén pótolják, a tapintási funkciót egyelőre nem képesek helyettesíteni. Több kutatócsoport is évek óta dolgozik a probléma megoldásán, két évvel ezelőtt például a Case Western Reserve University kutatói állították helyre a tapintás érzetét kísérleti alanyaikban a protézisekben található nyomásszenzorok és a perifériás idegek összekapcsolása révén. Történtek tehát sikeres próbálkozások a területen, az eddigi eredményeket azonban általában az jellemzi, hogy a létrejött tapintásérzet nagyon eltér attól, mint amit akkor élnek meg az alanyok, ha ténylegesen hozzáér valami a bőrükhöz. Ennek egyik oka, hogy a bőrben található mechanoreceptorok és mesterséges változataik között alapvető működési eltérések vannak. Míg a bőr természetes receptorai a tapintás nyomásának növekedésére úgy reagálnak, hogy egyre magasabb frekvenciájú impulzusokat küldenek a központi idegrendszer felé, eddigi mesterséges helyettesítőik nagyobb nyomásra erősebb elektromos jeleket generáltak. Ezeket aztán egy külön chipnek kellett átalakítania az idegrendszer által is értelmezhető jelsorozatokká. Zhenan Bao, a Stanford szakértője azonban a természetes receptorokat véve alapul több év munkájával végre olyan érzékelőket hozott létre, amelyek közvetlenül bekapcsolhatók lehetnek az idegrendszerbe. A receptor első változata piciny, elektródák közé helyezett gumioszlopokból állt, amelyek szén nanocsöveket tartalmaztak. Nyomás hiányában a gumidarabok szigetelőként viselkedtek, és megakadályozták, hogy a két elektróda között töltésáramlás jöjjön létre. Ha viszont a gumioszlopok külső hatásra összenyomódtak, a bennük található szén nanocsövek révén egy vezető csatorna képződött az elektródák között, amely a nyomás megszűntével aztán újra megszakadt. Bao és kollégái legújabb receptorukban az oszlopok helyett lefelé fordított piramisokat alkalmaztak, úgy variálva ezek méreteit, hogy a finom érintéstől kezdve az erős nyomásig mindenféle behatásra érzékenyek legyenek. Az elektródák elrendezését is megváltoztatták, és úgynevezett gyűrűoszcillátorok révén elérték, hogy az érintésre összenyomódó piramisokból minden tapintás hatására egy elektromos jelsorozat távozzon, hasonlóan a természetes mechanoreceptorokhoz. A rendszer erősebb érintésre válaszul magasabb frekvenciájú jeleket továbbít, vagyis tényleg úgy működik, mint a bőr receptorai. Bao és társai azt is letesztelték, hogy a központi idegrendszer képes-e ezen mesterséges jelek fogadására. Ehhez a hagyományosan alkalmazott megoldással szemben azonban nem fém elektródákat ültettek be kísérleti állataik szomatoszenzoros agykérgébe. Ehelyett az elektromos jelsort kék fényjelekké alakították át, és majd egereket tenyésztettek ki, amelyek agyi sejtjei genetikai módosítások eredményeként elsülnek, ha ilyen fény éri őket. Végül a kiemeltek az állatok agyából egy-egy fényérzékeny darabot, amely az eltávolítást követően még néhány óráig életképes maradt, majd kipróbálták, hogyan reagál a szövet a mesterséges mechanoreceptorokból beérkező jelekre. A kísérletek alapján a módszer tényleg működik, vagyis neuronok úgy reagálnak a receptorok aktiválódására, mint a bőr érintésére válaszul tennék. A fejlesztés ugyanakkor még nagyon messze van attól, hogy visszaadja a tapintás érzetét a végtagprotézissel rendelkező betegeknek. Egyrészt az emberi agy esetén a fénnyel való aktiválás nem megoldható, vagyis más módot kell találni a receptorokból kiinduló jelek agyba való eljuttatására. Másrészt attól, hogy egy kiemelt idegszöveten hasonló működést figyeltek meg, mint ami a bőr megérintése után jellemző, egyáltalán nem biztos, hogy az élő szervezetben, egy teljes agyban is valóban tapintáshű lesz ez az érzet.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!