Các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học Stanford đã tạo ra loại da thông minh, có thể giúp người tàn tật cảm nhận được thế giới xung quanh bằng cách sử dụng chi nhân tạo.

Loại da thông minh mới được làm từ các mạch hữu cơ dẻo và cảm biến áp lực với triển vọng cho ra đời các chi giả mang lại cảm giác chưa từng có. Loại da này có thể cảm nhận được lực của các đối tượng tĩnh và truyền tín hiệu cảm giác đến các tế bào não. Đặc biệt, nó còn biến đổi áp lực tĩnh thành các tín hiệu số phụ thuộc vào lực cơ học tác dụng.

Một trong những thách thức lớn nhất là chế tạo các cảm biến có thể cảm nhận phạm vi áp lực giống như con người. Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các ống nano các bon đúc vào trong các vi cấu trúc kim tự tháp nhỏ để tạo thành da. Điều này đặc biệt hiệu quả trong việc truyền các tín hiệu từ điện trường của các đồ vật gần đó đến điện cực tiếp nhận theo cách tăng đối đa sự nhạy cảm.

Việc truyền tín hiệu số từ hệ thống da nhân tạo lên các tế bào não của chuột cũng là một thách thức. Các protein nhạy sáng thông thường được sử dụng trong di truyền quang học, một kỹ thuật sử dụng ánh sáng để kiểm soát các tế bào trong mô sống, không kích thích các dây thần kinh gai lâu đủ để chúng cảm nhận được các tín hiệu số. Do đó, các nhà nghiên cứu đã tạo ra các protein di truyền quang học mới có khả năng kéo dài các khoảng thời gian kích thích.

Đưa các protein quang học mới vào các tế bào thần kinh trung gian trong vùng não chuột gọi là vỏ não chi phối cảm giác xúc giác (somatosensory cortex) đã kéo dài khoảng thời gian kích thích. Điều này đã khiến cho chúng hoạt động phù hợp với các xung kích thích số từ da.

TS. Benjamin Tee, một trong các tác giả nghiên cứu nói: “Các thiết bị chi giả điều khiển bằng thần kinh cải thiện khả năng di chuyển và tính độc lập cho người khuyết tật. Bổ sung cảm biến xúc giác có thể tăng thêm tiện ích của các chi giả này bằng cách tăng cường kiểm soát động cơ và giảm đau chi ảo (phantom limb) do mất chi. Vì vậy, việc áp dụng hệ thống cảm biến giống như thụ thể cơ học ở người sẽ là bước tiến quan trọng hướng tới các loại chi giả đa chức năng”.

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Science cho thấy, hệ thống có thể tương thích với các tế bào thần kinh khác như dây thần kinh ngoại biên.

Nguồn: VISTA