La pelle elettronica che rende le protesi sensibili anche al dolore

Un nuovo tipo di pelle elettronica, chiamata e-dermis, potrebbe aiutare a rendere le protesi ancora più sensibili, in particolare per quanto riguarda la sensazione di dolore. Lo spiegano Luke Osborn della Johns Hopkins School of Medicine e i suoi colleghi in uno studio pubblicato su Science Robotics.

Una delle funzioni principali del sistema somato-sensoriale è quella di fornirci sensazioni che ci aiutano a percepire e reagire a stimoli che provengono dall’ambiente che ci circonda. Il senso del tatto è una componente fondamentale di questo sistema, in quanto ci permette di interagire con il mondo esterno e compiere una gran parte delle azioni che svolgiamo ogni giorno. Un altro importante componente del sistema somato-sensoriale è la sensazione di dolore che, nonostante indesiderato, funge da meccanismo di allerta e protezione per il nostro corpo.

Simulare il dolore in modo realistico è quindi molto importante sia per rendere l’utilizzo delle protesi più naturale per i pazienti che per aiutare a proteggerle da potenziali danni. Nel tentativo di replicare la sensazione dolorosa, Osborn e il suo team hanno realizzato dei circuiti che mimano il modo in cui gli esseri umani percepiscono il tatto, ispirandosi a come le cellule nervose presenti nella pelle processano questo tipo di informazione. Le informazioni sensoriali raccolte dalla e-dermis vengono quindi processate, trasformate in segnali e utilizzati per stimolare i nervi del paziente e simulare la sensazione di dolore o tatto.

Durante la ricerca, la pelle elettronica, composta di tessuti piezo-resistenti e conduttivi sotto ad uno strato di gomma spesso 1 mm, è stata applicata alla protesi della mano di un volontario. Il team ha quindi mappato le terminazioni nervose presenti nel punto dove l’arto era stato amputato e ha calibrato il sistema di conseguenza. Durante i test svolti, il partecipante era in grado di determinare quale delle dita della protesi stava venendo toccato ed era in grado di fornire informazioni riguardo la curvatura e l’affilatezza di specifici oggetti, sempre percepiti dalla protesi. Secondo il paziente, le sensazioni sembravano provenire direttamente dalla mano che aveva perso – un fatto confermato dall’attività rilevata dall’elettroencefalografia nel sistema somato-sensoriale.

I ricercatori sottolineano come questi risultati mostrino come sia possibile creare un’esperienza più naturale per i portatori di protesi, aggiungendo una varietà di sensazioni e stimoli tattili.

Riferimenti: Science Robotics

Credit immagini: Osborn et al., Sci. Robot. 3, eaat3818