Menschliche Organe künstlich zu simulieren, ist eine äußerst schwierige Aufgabe, denn ihre Funktionsweise ist sehr komplex. Darum sind die aktuellen Forschungsergebnisse der Stanfort University so aufsehenserregend: Die elektronische Haut mit Tastsinn leitet Berührungsimpulse weiter.


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Roboterhand mit synthetischer Haut an den Fingerkuppen / Foto: Bao Research Group, Stanford University

Synthetische Haut mit Sensoren und Gummipyramiden

Tausende von »Berührungssensoren« befinden sich in der menschlichen Haut, darum spricht sie so sensibel auf äußere Einwirkungen an. Je mehr Druck auf einen solchen natürlichen Sensor ausgeübt wird, desto stärkere elektrische Impulse werden freigesetzt und an das Gehirn gesandt.

Professer Zhenan Bao arbeitet an der Stanfort University und hat nun eine synthetische Haut entwickelt, die Prothesen oder Robotern einen Tastsinn verleihen kann. Die flexible Haut besteht aus mehreren Schichten, eine davon ist wie ihr natürliches Pendant mit winzigen Berührungssensoren ausgestattet. Eine zweite Hautschicht beinhaltet einen von einem Tintenstrahldrucker ausdruckten, organischen elektrischen Schaltkreis. In die Sensorenschicht hat Bao viele kleine Gmmipyramiden eingebettet, die mit elektrisch leitfähigen Nanoröhren ausgestattet sind. Wenn auf die künstliche Haut Druck ausgeübt wird, drücken sich die Pyramiden und damit auch die Nanoröhren zusammen, die Leitfähigkeit erhöht sich und das elektrische Feld sendet Impulse in die Schaltkreisschicht aus. Von dort wird die Elektrizität weitergeleitet an einen Computer – oder in ein menschliches Gehirn.


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Die menschliche Haut ist höchst berührungsempfindlich

Optogenetische Übertragung von Impulsen an das Gehirn

Die Verarbeitung durch den Computer ist eine Seite der Medaille, die andere besteht darin, die elektrischen Impulse von einer Prothese in das Gehirn weiterzugeben. Bei Gehirnzellen von Mäusen hat dies bereits funktioniert: Im Versuchslabor wurden Neuronen in isoliertem Zellmaterial durch Lichtimpulse aktiviert, doch die in der Optogenetik üblicherweise verwendeten Proteine wirkten nicht stark genug. Also mussten neue Proteine her.

Bao und ihr Team arbeiten aktuell weiter daran, die künstliche Haut zu verbessern, machen sie noch elastischer und sogar sensibel für Temperaturunterschiede. Wenn diese neue Erfindung tatsächlich auf den Markt kommt, werden handamputierte Menschen wieder neue Hoffnung schöpfen.

Quelle: gizmag.com

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