طوَّر علماء جامعة «ستانفورد» الأميركية، جلداً ناعماً ومطاطياً، هو الأقرب في وظائفه إلى الجلد الطبيعي، وأُعلن عن هذا الإنجاز في العدد الأخير من دورية «ساينس». والجلد الجديد يمكنه التواصل مباشرة مع الدماغ، وتقليد ردود الفعل الحسية للبشرة الحقيقية، بما يمكن أن يوفر الأمل لملايين الأشخاص الذين لديهم أطراف صناعية.
ولطالما حلم العلماء ببناء أطراف صناعية لا تعيد الحركة فحسب، بل توفر أيضاً الإدراك، عبر استشعار الضغط ودرجة الحرارة والاهتزاز، وذلك للمساعدة في استعادة نوعية حياة أكثر طبيعية، حيث تتسبب عمليات البتر في حدوث اضطراب كبير في حلقة الإدراك والحركة، لذا فإن المهام البسيطة مثل الشعور أو الإمساك بشيءٍ ما تمثل تحدياً.
وعمل فريق «ستانفورد» بقيادة أستاذ الهندسة الكيميائية، ويتشن وانغ، على تصميمات الجلد الإلكتروني لسنوات عدة، لكنّ جهداً سابقاً استخدم إلكترونيات صلبة و30 فولتاً من الطاقة، كان من متطلباته 10 بطاريات، وهذا ليس آمناً، ولم يكن قادراً على تحمل الشد المستمر من دون أن يفقد خواصه الكهربائية.
ويعد الجلد الإلكتروني الجديد مبتكراً، لأنه يستخدم طبقات شبكية من الترانزستورات العضوية القابلة للتمدد التي تستشعر الإشارات الكهربائية وتنقلها، وهذه الطبقات بسماكة 25 إلى 50 ميكرون فقط، وهي رقيقة مثل ورقة، تشبه الجلد.
وتعمل الطبقات الشبكية كمستشعرات، مصمَّمة لاستشعار الضغط ودرجة الحرارة والمواد الكيميائية، وتقوم بتحويل هذه المعلومات الحسية إلى نبضة كهربائية، ويعمل هذا الجلد الإلكتروني على 5 فولتات فقط من الكهرباء.
ولاختبار هذا النظام، زرعه فريق «ستانفورد» في جرذ حي، وعندما لُمس الجلد الإلكتروني للفأر، نُقلت نبضة عبر سلك إلى دماغ الجرذ، وعلى وجه التحديد، منطقة تسمى القشرة الحسية الجسدية، وهي المسؤولة عن معالجة الأحاسيس الجسدية.
واستجاب دماغ الفأر بإرسال إشارة كهربائية إلى ساقه، وتم ذلك باستخدام جهاز يضخّم الإشارات وينقلها من الدماغ إلى العضلات، محاكياً الاتصالات في الجهاز العصبي التي تسمى «المشابك».
ويقول ويتشن وانغ، أستاذ الهندسة الكيميائية، في تقرير نشره (الأحد) الموقع الإلكتروني لجامعة «ستانفورد»، إنه «إذا اختُبر الجهاز على البشر فلن يتطلب زرع سلك لإرسال المعلومات الحسية إلى الدماغ، وبدلاً من ذلك يتصور الفريق استخدام اتصال لاسلكي بين الجلد الإلكتروني ومحفز كهربائي يقع إلى جوار العصب».
