Gli arti protesici di oggi sono strumenti, attacchi letterali al corpo.

Aiutano con le attività quotidiane che influiscono sulla qualità della vita, ma non sono integrati nel corpo dell'utente come i nostri arti intatti. Questo avvertimento rappresenta una sfida per gli ingegneri, scienziati e medici:crea una mano protesica che sia altrettanto capace di quella che è stata persa.

L'anello mancante? Il senso del tatto.

Gli ingegneri della CU Boulder stanno lavorando su questo problema, perfezionando i sensori di punta delle dita protesiche che consentono ai pazienti di provare effettivamente sensazioni tattili e sensoriali attraverso le interfacce nervose. Questi sensori sulla punta delle dita potrebbero essere utilizzati in studi clinici da portare a casa per gli amputati con interfacce neurali per il ripristino sensoriale.

Jacob Segil, un istruttore CU Boulder e ricercatore sanitario in Veterans Affairs, sta guidando il progetto qui attraverso un nuovo $ 200, 000 contratto dal Dipartimento degli affari dei veterani degli Stati Uniti. Il suo lavoro è in collaborazione con il Functional Neural Interface Laboratory presso il Louis Stokes Cleveland VA Medical Center.

I suggerimenti saranno abbinati al lavoro svolto da vari gruppi, tra cui il Professor Dustin Tyler della Case Western Reserve University e il suo team nel Functional Neural Interface Laboratory. Quel gruppo ha sviluppato una tecnologia in grado di "parlare" con i nervi. Gli elettrodi sono posizionati all'interno dell'amputato vicino ai nervi e ai muscoli che servivano la mano che era stata persa. Le correnti elettriche stimolano diverse fibre nervose per produrre sensazioni realistiche che sembrano provenire dalla mano o dal braccio mancante.

Le misurazioni del tocco dai sensori del polpastrello di Segil consentono un migliore controllo di una protesi da parte dell'amputato e, essi sperano, più forma di realizzazione del dispositivo protesico. Questo è, chiudono il cerchio tra il cervello, il sistema nervoso e la protesi, fondendo completamente uomo e macchina.

"Gli amputati avranno un'esperienza e un sostentamento migliori se costruiamo loro un arto incarnato piuttosto che uno strumento completamente insensibile, " ha detto. "Non ha bisogno di avere cinque dita, ossa o tendini. Può essere di plastica, fibra di carbonio e metallo. Può essere alimentato a batteria. Ma la parte più importante è che è psicologicamente integrato con loro, che è incarnato".

Originariamente, Segil e il suo team hanno utilizzato una borsa di studio del tema di ricerca interdisciplinare sui materiali multifunzionali per creare i sensori della punta delle dita con l'aiuto del Correll Lab presso la CU Boulder e del professore di ricerca associato Richard Weir presso l'Anschutz Medical Campus della CU Denver. I suggerimenti sono stati poi condivisi con vari gruppi esterni che lavorano sul restauro sensoriale, tra cui Nitish Thakor alla Johns Hopkins University, Greg Clark dell'Università dello Utah, Jacqueline Hebert all'Università dell'Alberta, e la squadra di Tyler.

Il Cleveland VA ha notato il lavoro e ha offerto il nuovo contratto per fare altri 25 per le future prove da portare a casa.

"Cercavano sensori per le dita per le loro specifiche. Avevano soluzioni improvvisate, ma fondamentalmente non potevano comprare la risposta, " ha detto Segil. "Ma siamo stati in grado di progettare questi per loro."

Segil ha affermato che il lavoro ora è rendere le punte più robuste e pronte per un uso prolungato.

"Ciò che abbiamo realizzato in origine è ottimo per le condizioni di laboratorio, ma ora abbiamo bisogno di qualcosa che resista agli elementi e che venga utilizzato 10 ore al giorno, " ha detto. "C'è ancora molto lavoro di ricerca e sviluppo da fare per creare un sistema artificiale che sia robusto come la nostra anatomia intatta".