حس کردن دما در اندام مصنوعی برای اولین بار امکان‌پذیر شد

گرمای بدن یک شخص چه از طریق یک دست دادن ساده باشد و چه با در آغوش گرفتن، حس انسانی را به تعاملات اجتماعی می‌بخشد. اکنون گروهی از پژوهشگران، دستگاهی ساخته‌اند که به افراد دچار قطع عضو امکان می‌دهد تا با استفاده از اندام مصنوعی خود بتوانند احساس کردن دمای طبیعی را تجربه کنند.

به نقل از گاردین، پژوهشگران می‌گویند که این نوآوری برای اولین بار ارائه شده است و راه را برای ادغام کردن احساسات در اندام‌های مصنوعی هموار می‌کند.

پروفسور «سلیمان شکور»(Solaiman Shokur)، پژوهشگر ارشد این پروژه در «موؤسسه فناوری فدرال لوزان سوئیس»(EPFL) گفت: مشخص شده که افزایش بازخورد حسی در یک اندام مصنوعی می‌تواند به افراد دچار قطع عضو کمک کند تا احساس کنند اندام مصنوعی یک بخش از بدن آنهاست. نمی‌توان حس طبیعی را بدون دما ایجاد کرد.

شکور خاطرنشان کرد: این روش می‌تواند افراد دارای اندام مصنوعی را قادر کند تا متوجه شوند آیا یک جسم به طور خطرناکی داغ است یا خیر و به آنها کمک می‌کند تا بین مواد متفاوت تمایز قائل شوند. وی افزود: فراتر از آن، این روش یک روزنه را به سوی جنبه اجتماعی‌تر لمس کردن باز می‌کند.

شکور و همکارانش گفتند که چگونه پیشتر نشان داده‌اند با گرم کردن یا سرد کردن نقاط خاصی از قسمت باقی‌مانده بازو می‌توان احساس گرما یا خنکی را در دست قطع‌شده ایجاد کرد. با تکیه بر این نتیجه، آنها «مینی‌تاچ»(MiniTouch) را ابداع کردند که در آن، یک حسگر دما روی قسمتی از دست مصنوعی قرار می‌گرفت که به نظر می‌رسید احساسات حرارتی از آن ناشی می‌شوند.

هنگامی که حسگر تغییر دما را تشخیص داد، به یک کنترل‌کننده دما سیگنال فرستاد. این کار، اطلاعات را به جزء دیگری انتقال داد که در قسمت بالایی دست مصنوعی نصب شده بود و پوست بازو را لمس می‌کرد. دمایی که توسط حسگر تشخیص داده شده بود، در بازو برای ایجاد کردن احساسات بازتولید شد. دستگاه در این پژوهش، دماهای ۲۰ تا ۴۰ درجه سلسیوس را بازتولید کرد. نتیجه این بود که شخص، حرارت را در محل حسگر دما روی دست قطع‌شده خود احساس کرد.

برای آزمایش کردن مینی‌تاچ، پژوهشگران آن را روی دست مصنوعی یک مرد ۵۷ ساله به نام «فابریزیو»(Fabrizio) نصب کردند که دست راستش از زیر آرنج قطع شده بود. آنها متوجه شدند که فابریزیو هنگام استفاده کردن از دستگاه می‌تواند بین بطری‌های یکسان حاوی آب سرد، گرم یا دمای اتاق با دقت ۱۰۰ درصد تمایز قائل شود. هنگامی که دستگاه خاموش شد، دقت او ۳۳ درصد بود.

فابریزیو وقتی چشم‌بند داشت، با استفاده از مینی‌تاچ توانست بین صفحات مسی، شیشه‌ای و پلاستیکی با دقت معادل دست‌ دیگر خود تمایز قائل شود، اما هنگامی که دستگاه خاموش شد، انتخاب‌های او از روی شانس بودند. شکور گفت: مینی‌تاچ توانایی فابریزیو را برای تمایز قائل شدن هنگام استفاده از چشم‌بند افزایش داد. البته دقت او با دست سالم بالاتر بود؛ احتمالا به این دلیل که اطلاعاتی مانند بافت را نیز حس می‌کرد.

همچنین این دستگاه، دقت فابریزیو را بهبود بخشید که اگرچه با سرعت بالا همراه نبود، اما او توانست گرما و سرمای یک جعبه مکعب فولادی را در فاصله یک دقیقه تشخیص دهد.

فابریزیو گفت: احساس من در دست قطع‌شده، شدیدتر از دست سالم هنگام تشخیص دادن مکعب‌های گرم یا سرد بود. پس از تصادف کردن در ۲۰ سالگی، یک دست مصنوعی را امتحان کردم که به من یک حرکت ساده می‌داد، اما با این فناوری‌های جدید می‌توانم بهتر بفهمم که چه چیزی را لمس می‌کنم.

اگرچه پژوهشگران گفتند که این دستگاه باید روی گروه بزرگ‌تری از بیماران آزمایش شود، اما آنها خاطرنشان کردند که مینی‌تاچ نیازی به جراحی ندارد و مبتنی بر تجهیزات الکترونیکی در دسترس است. این بدان معناست که می‌توان آن را روی پروتزهای موجود نصب کرد. مینی‌تاچ به راحتی شخصی‌سازی می‌شود و نسبتا ارزان است.

این پژوهش در مجله «Med» به چاپ رسید.