La peau artificielle constitue un pas vers les mains bioniques

Grâce au financement du département américain de la Défense, plusieurs chercheurs progressent vers des mains prothétiques plus humaines, celles qui donnent aux utilisateurs un sentiment de contrôle et de toucher.

Le bout des doigts de cette main prothétique est recouvert d'une nouvelle forme de peau artificielle qui peut capter de légers gradients de pression.

Des scientifiques de Stanford ont annoncé un nouveau type de capteur de pression sous la forme d'un matériau plat et flexible qui pourrait éventuellement servir de peau artificielle pouvant recouvrir les prothèses, permettant aux utilisateurs non seulement de manipuler des objets, mais aussi de les ressentir. Les capteurs envoient des impulsions que le cerveau interprète afin de déterminer un certain sens du toucher. Il imite directement le système biologique, explique le chercheur principal Zhenan Bao.

La peau est en plastique imprimé d'un motif gaufré pour la rendre compressible. À l'intérieur se trouvent des nanotubes de carbone, de minuscules cylindres de carbone pur qui conduisent l'électricité. Presser le matériau rapproche les tiges, créant des impulsions plus rapides à mesure que la pression augmente.

Dans un article du numéro de cette semaine de La science , Bao et ses collègues affirment que les capteurs peuvent détecter des gradations de pression équivalentes à la différence entre une poignée de main ferme et une poignée de main molle. Ce n'est qu'un composant du toucher, et il n'a pas été testé chez l'homme. Au lieu de cela, Bao et ses collègues ont envoyé les signaux à des tranches de cerveau de souris in vitro, juste pour montrer qu'ils pouvaient faire communiquer le capteur avec les neurones.

Pourtant, c'est une étape prometteuse dans la quête pour rendre les membres prothétiques plus réels. Il est impossible de faire grand-chose avec une main prothétique si vous ne pouvez pas sentir, explique Sliman Bensmaia, biologiste et neuroscientifique informatique qui travaille sur les membres artificiels à l'Université de Chicago. Le toucher, dit-il, est difficile à recréer car c'est un sens étonnamment complexe. Nous pouvons non seulement distinguer la soie du satin, mais aussi distinguer la soie bon marché de la bonne soie. Nous le faisons parce que notre peau peut détecter des textures jusqu'à 10 secondes de nanomètres.

Finalement, les chercheurs espèrent canaliser les informations provenant de capteurs artificiels vers les nerfs périphériques qui étaient autrefois connectés à la main perdue. Ils ont déjà créé des interfaces qui donnent aux utilisateurs la possibilité d'ouvrir et de fermer leurs mains (voir An Artificial Hand With Real Feeling ). Ce qu'ils aimeraient ensuite, c'est la coordination fine qui nous permet de bouger chaque doigt séparément.

Et cela nécessitera des impulsions électriques pour voyager dans les deux sens - des signaux provenant des muscles et des nerfs d'un patient déplaçant la prothèse, et des capteurs donnant une rétroaction d'apparence naturelle au patient. C'est une tâche de traduction, en partie, car ils essaient de faire en sorte que les capteurs parlent le langage du système nerveux, explique Dustin Tyler, professeur de génie biomédical à la Case Western Reserve University.

Le plus dur est de créer une interface entre la prothèse et le patient qui permette de transmettre ce langage dans toute sa complexité. Nous ne sommes pas au point où nous pouvons reproduire le toucher naturel, mais nous sommes au point où nous pouvons transmettre une sensation tactile utile, dit Bensmaia.

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