Bilim insanları ''acıyı hissettirebilen'' elektronik cilt geliştirdi

Uyarıyı merkezi sinir sistemine iletiyor
Acı hissedilebilecek
Yorumlar

Kaza ya da hastalık gibi nedenlerle herhangi bir uzvunu kaybeden bireyler için üretilen protezler çok uzun bir geçmişe sahip ancak 20. yüzyıla kadar üretilen protezlerin çoğu doğal muadillerinin bir hayli gerisinde olan ahşap malzemelerden yapılıyordu. Günümüzde ise kullanıcısına esneklik sağlayan daha işlevsel protezler yaygınlık kazanmış durumda. Yine protezlerin eksik olduğu pek çok nokta var. Örneğin kullanıcılara, dokundukları nesnelerle ilgili geri bildirim veremiyorlar. Bu da protezlerin histen yoksun ''hayalet uzuv'' olarak değerlendirilmesine neden oluyor.

Bilim insanları ''acıyı hissettirebilen'' elektronik cilt geliştirdi

Johns Hopkins Üniversitesi'ndeki bilim insanları ise hayalet uzuv kavramını aşacak ve protez dünyasında çığır yaratacak bir çalışmaya imza attı. Science Robotics dergisinde yayınlanan çalışma, uzuv kaybı yaşayan bireylerin protez bacakları ya da elleri kullanarak dokunmaya dayanan duyguları tekrar yaşayabileceğini gösteriyor. Yani çalışma ile protezler sadece esnek ve işlevsel olmakla kalmayacak kullanıcılara tıpkı gerçek bir uzuv gibi hissiyat da sağlayacak.

Uyarıyı merkezi sinir sistemine iletiyor

Biyomedikal mühendisliği bölümünde yüksek lisans öğrencisi Luke Osborn'un liderliğinde gerçekleştirilen çalışmada insan biyolojisi taklit edildi. İnsan cildinin; beyne çeşitli duyumları ileten karmaşık bir reseptörler ağı ile donatıldığını belirten araştırmacılar elektronik ciltte de benzer bir yapı oluşturmaya çalıştı. İlk olarak kauçuk ve kumaş kullanarak elektronik cildin fiziksel yapısını oluşturan araştırmacılar daha sonra elektronik cilde, periferik sinirlerle bağlantı kuran bir dizi sensör yerleştirdi.

Elektronik cildi standart protezlerden ayıran nokta da sensörlerin periferik sinirlerle kurduğu bağlantı ile ortaya çıkıyor. Sensörler herhangi bir teması(örneğin keskin bir bıçağa ya da yumuşak bir topa dokunulduğunda) algıladığında bu tepkiyi periferik sinirlere iletiyor. Merkezi sinir sistemi ile sensörler arasında köprü vazifesi gören periferik sinirler de sanki gerçek bir ciltten gelmiş gibi uyarıyı merkezi sinir sistemine iletiyor. Bu sürecin sonunda proteze gelen uyarı kullanıcı tarafından hissedilmiş oluyor.

Tabi uygulamada oldukça kısa olan bu sürece ulaşmak bir hayli uzun sürdü. Araştırmacılar uzuvlarını kaybeden denekler üzerinde TENS(transkutanöz elektriksel sinir stimülasyonu) uygulamasıyla elektronik cildi test etti. Elektrotların deriye elektrik akımı göndermesine dayanan bu uygulama ile aynı anda kullanıcılar EEG cihazına da bağlandı. Böylece elektronik cilt bir nesneye dokunduğunda kullanıcıların beyin aktivitesi izlenerek dokunma faaliyetinin beyindeki yansıması takip edildi.

Acı hissedilebilecek

Bir yılın üzerinde süren test süreci sonunda elektronik cildin; şekil, ağrı, acı, yumuşaklık, sertlik, keskinlik gibi konularda son derece başarılı bir şekilde kullanıcılara yardımcı olduğu gözlemlendi. Yani kullanıcılar bu elektronik cildin yer aldığı bir protezi kullandıklarında acıyı hissedebilecekler. Nasıl ki elimiz kapıya sıkıştığında acıyı hissedebiliyoruz elektronik cildi kullanan kişiler de cilde yönelik bir baskıda çok benzer bir hissi deneyimleyecek.

Luke Osborn'un dediği gibi acı duygusu elbette pek istenilmeyen bir duygu ancak aynı zamanda mevcut protezlerde eksik olan temel bir duygu. Koruma davranışının acı temelli olduğunu belirten Osborn, elektronik cildi kullanan kişilerin cildin yapısını zorlayan bir durumla karşılaştıklarında acıyı hissedeceklerini ve cildi korumaya çalışacaklarını da belirtiyor.

Geliştirilen elektronik cilt ile çok daha başarılı protezler geliştirmek artık mümkün olacak ancak çalışma acı ve ağrı duygularına odaklandığı için elektronik cilt sıcaklığa karşı duyarlı değil. Öte yandan cildin ne zaman bir protez üzerinde uygulanacağı da henüz bilinmiyor. Yine de bu çalışma ilerleyen dönemlerde, uzuv kaybı yaşayan insanların yaşam kalitesinin artacağını gösteriyor. Test sürecinde e-cildi deneyimleyen bir gönüllünün kullandığı “Uzun yıllar sonra elimi hissettim, sanki içi boş bir kabuk yeniden hayatla doluymuş gibi” ifadesi de bu durumun bir ispatı niteliğinde.