最新の電子皮膚が本物の痛みを与え、切断者の触覚回復を助ける

ジョンズ・ホプキンス大学医学部の研究チームは、人間の皮膚にある触覚受容体の複雑な神経ネットワークを利用して、痛みや触覚を感知できる電子皮膚を開発した。この電子皮膚で包まれた義肢は、手足切断者の負傷を防ぐのに役立つ。電子皮膚は、義手の指先を覆い、電気インパルスを生成するゴムと布の薄い層です。

電子皮膚が物体に接触すると、これらの小さなパルスが義肢の神経を刺激し、実際の触覚をシミュレートします。研究チームは匿名の切断患者に電子皮膚をテストしたが、その患者はまるで空っぽの殻が再び生き返ったかのような体験をしたと語った。

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痛みを感じることは、危険を回避し、体を守るのに役立つため、手足が完全に機能するために不可欠です。痛みは当然ながら不快なものだが、同時に必要なものでもある。この電子皮膚により、切断患者は義肢に欠けていた保護的な感触を体験できるようになった。

「義肢のデザインや制御機構の進歩は、手足を失った人々が失われた機能を回復するのに役立つ可能性があるが、意味のある触覚フィードバックや直感が欠けていることが多い」と、ジョンズ・ホプキンス大学の大学院生でこのプロジェクトの研究者の一人、ルーク・オズボーン氏は述べた。

電子皮膚のセンサーは、実際の神経が信号を伝達するのと同じように、皮膚に取り付けられた電極を介して装着者の義肢に接続されます。電子機器から送られるパルスのパターンに応じて、電子皮膚は軽い触感から痛みまで、さまざまな感覚を伝えることができます。 「この触覚フィードバックにより、私たちは切断者に実際の感覚を提供することができます」とオズボーン氏は言う。「これは非常に重要なことです。なぜなら、これによって私たちは現実的な上肢義肢の作成に一歩近づくことになるからです。」

研究者らは、匿名の切断患者に電子皮膚の試作品を装着させてさまざまな物体を掴ませるテストを行った。研究チームはまた、脳からの指示なしに手が鋭すぎる物体を落とす自動的な痛み反応も導入した。この参加者は、電子皮膚を装着したときの感覚を次のように表現しました。「何年も経って、空の殻が再び生命で満たされたかのように、自分の手を再び感じました。」

この研究は、義肢を使用する切断患者のさまざまな触覚を回復できる可能性があることを示唆している。研究チームは将来、より複雑な触覚を体験できる装置を開発する予定だ。 「痛みだけでなく、質感や温度など、あらゆる触覚を感じられることは、人にとって本当に重要です」とオズボーン氏は言う。「将来的には、切断者にさらに多くの感覚フィードバックを与える方法を模索する予定です。」