Especialistas da American Johns Hopkins University
desenvolveram um revestimento especializado para próteses biônicas. Esse revestimento é chamado de “pele elétrica” (derme eletrônico). Como a pele real, reage ativamente a fatores externos. Quando a pressão física é aplicada ao revestimento, a “pele” envia um sinal de dor inicialmente aos nervos ulnar e mediano e depois ao córtex somatossensorial.
Como você já pode entender, a prótese em si está conectada ao resto do membro, em particular ao sistema nervoso. É graças a isso que a prótese é capaz de formar sensações de dor às quais uma pessoa reage. É claro que tudo isso foi concebido para não fazer a pessoa sentir dor, mas com o objetivo de que o usuário da prótese pudesse responder a situações potencialmente perigosas para um membro artificial. Os resultados do estudo estão
publicados na publicação Science Robotics.
Em uma situação normal, os chamados nociceptores são responsáveis pela formação e transmissão de um sinal que, em última análise, faz a pessoa sentir dor. Eles são chamados de receptores de dor. Eles estão localizados na camada externa da pele. Quando um fator externo (químico, térmico ou mecânico) aparece, a receita é ativada, gera um sinal que é transmitido para a medula espinhal e depois para o cérebro. O deslocamento do sinal é bastante longo, passa imediatamente por três tipos de fibras nervosas: Aβ-, Aδ- e C. O primeiro tipo de receptor é responsável por garantir que uma pessoa responda ao perigo o mais rápido possível. Um sinal de dor aparece quase instantaneamente, o que desencadeia uma reação reflexa e uma pessoa, por exemplo, afasta a mão de uma panela quente.
Curiosamente, os receptores são capazes de distinguir o sinal "perigo" do aviso usual. Se não fosse esse o caso, o corpo humano reagiria exatamente da mesma maneira a um corte de faca ou pressão exercida pela borda de uma régua de madeira. Mas no primeiro caso, reagimos bruscamente, no segundo - geralmente não podemos prestar atenção a um estímulo externo.
Em geral, a dor é boa para humanos e animais, porque deixa claro que algo está errado e evita o perigo, ou pelo menos tenta fazê-lo. Percebendo isso, cientistas e desenvolvedores de próteses biônicas há muito tempo procuram uma maneira de aprender a formar uma sensação de toque e dor em diferentes partes dos membros artificiais. Isso, em particular, evita a destruição da prótese em caso de carga excessiva nela.
Parece que foram precisamente os especialistas da Faculdade de Medicina da Universidade Johns Hopkins que
avançaram mais nessa direção. O líder da equipe é Luke Osborne. Um homem de 29 anos com os dois braços amputados foi voluntário para o "teste da dor". Os cientistas usaram os restos das terminações nervosas para eletroestimulação cutânea
dos nervos ulnar e mediano. A experiência foi um sucesso, porque os especialistas conseguiram formar certas sensações de dor no corpo do voluntário.
Ele próprio fala sobre isso como formigamento em lugares onde costumavam estar os dedos (lembro que as duas mãos foram amputadas). A intensidade da sensação, como se viu, dependia de características do impulso como duração e frequência. O sinal mais eficaz e doloroso foi com uma frequência de 10 a 20 hertz. Para verificar os resultados do estudo, os cientistas não apenas foram guiados pelas palavras de um homem, mas também verificaram a reação do seu corpo com a ajuda de um eletroencefalógrafo.
Quanto ao revestimento, ele não é uniforme, mas consiste em várias camadas de tecido, borracha, uma camada condutora e uma camada que responde às mudanças de pressão. Esse revestimento não foi aplicado a toda a prótese, mas apenas aos “dedos”, o indicador e o polegar. Como se viu, a uma pressão de uma certa força, o sinal atinge um limiar que o corpo humano já percebe (aproximadamente 250 quilopascal).
A pressão máxima por unidade de área foi exercida por objetos pontiagudos. Com uma forte compressão desse objeto, o voluntário sentiu dor e a "escova", ou seja, a prótese, foi aberta automaticamente. Se o “pincel” apertasse objetos com bordas arredondadas, o voluntário não sentiria dor.
Até agora, o couro artificial responde apenas a um fator mecânico, mas em um futuro próximo, os especialistas esperam criar sistemas mais avançados que possam sentir os efeitos químicos e térmicos. Tanto quanto se pode julgar, o futuro está próximo.