Імплант може відновити тактильні відчуття у кінцівках – перевірено на лабораторних пацюках

Люди з пошкодженими переферійними нервами часто втрачають тактильні відчуття. Приблизно 2,8% пацієнтів з травмами не можуть відчувати предмети на дотик. Поширена практика лікування таких випадків – нервова алотрансплантація, однак цей метод має свої обмеження.

Не пропустіть Amazon планує відстежувати сон користувачів за допомогою радарів: для чого це компанії

Річ у тім, що провести таку операцію з успішним результатом можна лише у перші два роки після травми. Ще ж і надто, важлива життєздатність органів-мішеней і навіть при дотриманні цих умов ймовірність успіху невисока.

Доступні альтернативи

Одним із варіантів відновлення тактильних відчуттів є розробка нейропротезів. Однак доступні технології нейропротезування мають суттєві недоліки, включаючи складність використання і виробництва, а також необхідність у зовнішньому джерелі живлення.

Більшість експериментальних інтерфейсів, що забезпечують чутливість руці-протезу, підключаються до периферійних нервів. У процесі тренування їх стимуляція призводить до формування нових нейронних зв'язків у мозку, які переводять сигнали від датчиків протеза у тактильні відчуття.

Такі відчуття, як правило, далекі від натуральних і нагадують поколювання або пощипування. Крім того, подібні інтерфейси вимагають цілісності зв'язку периферійних нервів з корою мозку.

Новий спосіб відновлення чутливості кінцівок

Команда дослідників з Тель-Авівського університету під керівництвом Іфтах Шломо для відновлення тактильних відчуттів запропонувала використовувати трибоелектричні наногенератори.

Довідка! Трибоелектриичний ефект це явище електризації тіл при терті. Його можна використовувати для живлення мікроелектроніки.

Розроблений власноруч пристрій дослідники назвали TENG-IT. Він складається з двох шарів, нанесених на тонкі шари золота, які служать електродами. Полідиметилсилоксан вибрали у ролі негативно зарядженого матеріалу, а нейлон і ацетатбутират целюлози протестували як позитивно заряджений шар, оскільки вони обидва гнучкі, біосумісні і можуть генерувати великий електричний потенціал.

Коли пристрій імплантується під шкіру, він перетворює тиск в електричний потенціал, який через манжетні електроди передається неушкодженим сусіднім нервам, а вони, своєю чергою, передають сигнал ву мозок. Вчені перевірили довговічність пристрою, зробивши понад півмільйона натискань і в змодельованих біологічних умовах протягом 26 днів.

Цікаво Китайці показали прототип домашнього людиноподібного робота: на що він здатен

Тестування роботи на пацюках

Для перевірки роботи прристрою датчик імплантували щурам, у яких були пошкоджені нерви так, щоб знизити чутливість лап, але не заважати тваринам пересуватися. Щоб пристрій краще підходив за формою щурячої лапи, вчені зробили його у вигляді трикутника з площею 24 квадратних міліметри.

Дослідники розділили дев'ять самок щурів на три групи. Піддослідним з першої групи ніяких процедур не проводили, щурам з другої групи перерізали нерв, а тваринам, що потрапили в третю групу, також перерізали нерв, але при цьому в пошкоджену кінцівку імплантували пристрій TENG-IT. Після того, як щури оговталися від операції, вчені переконалися, що тварини не втратили здатність нормально пересуватися.

Врезультаті виявилося, що пацюки з пошкодженим нервом, яким було імплантовано датчик, зреагували на значно дрібніші подразники у порівнянні зі щурами без датчика. Причому цей результат порівняли з результатами тварин з контрольної групи.