Une Peau Artificielle Pourrait Donner Aux Personnes Prothétiques Un Toucher

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Des scientifiques de l'université de stanford ont réussi à créer une peau artificielle capable de transmettre la sensation aux cellules du cerveau de souris.

La peau artificielle créée dans un laboratoire peut "se sentir" de la même façon que le doigt perçoit la pression, et pourrait un jour laisser les gens ressentir des sensations dans leurs prothèses, selon les chercheurs.

Les chercheurs ont pu envoyer la sensation de toucher sous forme d'impulsion électrique aux cellules cérébrales "tactiles" correspondantes chez la souris, ont indiqué les chercheurs dans leur nouvelle étude.

La peau extensible et flexible est composée d’un caoutchouc synthétique conçu pour avoir des structures pyramidales de taille micrométrique qui le rendent particulièrement sensible à la pression, un peu comme des mini-ressorts de matelas internes. Les scientifiques ont aspergé le caoutchouc sensible à la pression de nanotubes de carbone, des cylindres microscopiques de carbone très conducteurs de l'électricité, de sorte que le capteur produise une série d'impulsions lorsque le matériau est touché.

La série d'impulsions est ensuite envoyée aux cellules cérébrales d'une manière qui ressemble à la façon dont les récepteurs tactiles de la peau humaine transmettent des sensations au cerveau. "Nous avons pu créer [un système] très similaire aux récepteurs mécaniques biologiques", a déclaré Benjamin Tee, auteur principal de l'article et scientifique à l'Agence pour la science, la technologie et la recherche à Singapour. [Humains bioniques: Top 10 des technologies]

Pour vérifier si la peau pouvait générer des impulsions électriques auxquelles les cellules cérébrales pourraient réagir, les scientifiques ont connecté la peau synthétique à un circuit connecté à une LED bleue. Lorsque la peau a été touchée, le capteur a envoyé des impulsions électriques à la LED, qui a réagi en réponse. Les capteurs ont traduit cette impulsion de pression en impulsions électriques. Lorsque les capteurs de la peau envoyaient l'impulsion électrique à la DEL - ce qui s'apparentait à des récepteurs tactiles d'une peau réelle envoyant des signaux de sensation au toucher - une lumière bleue a clignoté. Plus la pression est élevée, plus la LED clignote rapidement.

Les scientifiques ont ajouté la channelrhodopsin, une protéine spéciale qui provoque la réaction des cellules cérébrales à la lumière bleue, aux cellules cérébrales de souris. La channelrhodopsin laisse la lumière LED agir comme des cellules réceptrices dans la peau. Lorsque la lumière a clignoté, il a envoyé un signal aux cellules du cerveau indiquant que la peau artificielle avait été touchée.

L'expérience a montré que, lorsque la peau artificielle était touchée, les cellules du cerveau réagiraient de la même manière que le cerveau réagit à la peau réelle touchée, ont déclaré les chercheurs dans l'étude publiée le 16 octobre dans la revue Science.

L'utilisation de la lumière pour stimuler les cellules cérébrales est un domaine d'étude assez récent appelé optogénétique, dans lequel les scientifiques ajoutent des protéines spéciales aux cellules cérébrales, leur permettant de réagir à la lumière et montrant aux scientifiques le fonctionnement de différentes parties du cerveau. L'avantage d'utiliser l'optogénétique par rapport à d'autres technologies qui stimulent directement les neurones, telles que les électrodes directement attachées au tissu cérébral, est que des fréquences plus élevées peuvent être utilisées, a déclaré Lee. Il est important de disposer d'une technologie capable de stimuler les cellules à des fréquences plus élevées, car elle recrée de manière plus précise la manière dont les cellules réceptrices envoient des signaux à notre cerveau.

Les tests en sont encore aux premières phases et la peau n’a pas été testée avec des neurones humains.

"Nous avons en fait connecté [les capteurs] à une main robotique et à un ordinateur", a déclaré Tee, ajoutant qu'ils étaient en mesure d'enregistrer les pointes de pouls. Cependant, ces expériences visaient principalement à prouver que la technologie pouvait envoyer un signal pouvant être enregistré par les mêmes technologies robotiques que celles utilisées dans les technologies prothétiques de pointe, a déclaré Tee à WordsSideKick.com.

"La prochaine étape naturelle serait de tester [la peau] chez les primates les plus élevés", a déclaré Tee. "Le but final est que la peau stimule le vrai cerveau humain."

Suivez Elizabeth Newbern @liznewbern. Suivez WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook. Article original sur WordsSideKick.com.


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