La sensazione che una parte del corpo sia ancora presente potrà divenire realtà grazie a un team di ingegneri della Johns Hopkins University che ha creato una pelle elettronica, l’e-derma. Sovrapposta sulle mani protesiche, questa e-derma restituisce un vero senso del tatto attraverso la punta delle dita, donando sensibilità alle protesi ma in particolare per quanto riguarda la sensazione di dolore. Il lavoro è stato pubblicato il 20 giugno sulla rivista Science Robotics.
“Dopo molti anni, ho sentito la mia mano, come se un guscio vuoto si riempisse di vita”, dice un anonimo che ha prestato servizio come principale tester volontario della ricerca.
Realizzato in tessuto e gomma con sensori per mimare le terminazioni nervose, l’e-derma ricrea un senso di tatto e dolore rilevando gli stimoli e trasmettendo gli impulsi ai nervi periferici.
“Abbiamo realizzato un sensore che va oltre la punta delle dita di una mano protesica e si comporta come la tua stessa pelle”, afferma Luke Osborn, ricercatore. “Ora possiamo avere una mano protesica che è già sul mercato e adattarla con un e-derma che può “comunicare” a chi lo indossa se sta afferrando qualcosa che è rotondo o se ha punti acuti. “
La pelle umana contiene una complessa rete di recettori che trasmettono una varietà di sensazioni al cervello.
È qui che entra in gioco l’e-derma, che trasmette informazioni al paziente amputato stimolando i nervi periferici del braccio, facendo prendere vita al cosiddetto arto fantasma. Il dispositivo e-derma fa ciò stimolando elettricamente i nervi del paziente amputato in modo non invasivo, attraverso la pelle, dice Nitish Thakor, professore di ingegneria biomedica e direttore del laboratorio di strumentazione biomedica e neuroingegneria di Johns Hopkins.
Il team ha creato un “modello neuromorfico” che imita i recettori del dolore e del tatto del sistema nervoso umano, consentendo all’e-derma di codificare elettronicamente le sensazioni proprio come farebbero i recettori della pelle. Monitorando l’attività cerebrale tramite elettroencefalografia, o EEG, la squadra ha determinato che il soggetto del test era in grado di percepire queste sensazioni nella sua mano fantasma.
I ricercatori hanno quindi collegato l’output di e-derma al volontario utilizzando un metodo non invasivo noto come stimolazione nervosa elettrica transcutanea o TENS. Il team ha determinato che il soggetto del test e la protesi sono stati in grado di sperimentare una reazione naturale e riflessiva a entrambi i dolori mentre veniva toccato da un oggetto appuntito, e non dolore quando toccava un oggetto rotondo.
La tecnologia e-derma potrebbe essere utilizzata per rendere i sistemi robotici più umani e potrebbe anche essere usato per espandere o estendere i guanti da astronauta e le tute spaziali, afferma Osborn.
