Une Peau Artificielle pour Recouvrer le Toucher

« Des chercheurs ont mis au point une membrane synthétique capable de redonner à celui qui la porte la sensation d’un contact. Les ingrédients de la prouesse ? Un peu de lumière et des milliers de nanotubes de carbone.

De nombreux projets visent à recréer les sensations et les capacités des membres chez ceux qui les ont perdu.

« Des chercheurs ont créé une peau artificielle expérimentale dotée d’un sens du toucher.

D’une forte pression à un léger contact, la membrane reproduit les sensations humaines, tant et si bien qu’elle pourrait un jour être intégrée à des prothèses pour retransmettre ces sensations au niveau d’un membre manquant. Cette technologie, au tout premier stade de développement, pourrait aussi améliorer le contrôle de la prothèse et minimiser, voire éliminer, la sensation de membres fantômes qui affecte environ 80% des amputés, selon ses concepteurs, Alex Chortos et Andre Berndt de l’université de Stanford. Tout deux font partie des 17 chercheurs signataires des travaux sur cette membrane, publiés jeudi 15 octobre 2015 dans la revue américaine Science.

Du capteur au cerveau

La peau développée par les scientifiques est une membrane comme quadrillée, composée de deux couches : la plus externe sert à mesurer la pression lors d’un contact avec la peau, cela grâce à la présence de capteurs.

La seconde couche, quant à elle, transmet l’information provenant des capteurs jusqu’aux neurones du porteur de la peau. Pour faire la jonction entre ces deux interfaces, les chercheurs ont eu recours à l’optogénétique, science qui allie génétique et optique. Une technique basée sur l’activation de neurones par la lumière, après un traitement préalable avec une protéine qui les aura rendu sensible à tout éclairage. Si l’optogénétique a été choisie dans cette expérience, ce n’est pas la solution envisagée pour une application à grande échelle. L’utilisation de stimuli électriques activant les neurones est en effet plus simple à mettre en place.

Toujours est-il que grâce à l’optogénétique, les scientifiques sont parvenus à convertir la force mécanique d’un objet sur la peau en signaux électriques de différentes intensités.

Sous la pression d’un contact, les capteurs, des nanotubes de carbone, se rapprochent jusqu’à se toucher. Un courant électrique passe alors d’un capteur à l’autre. Plus la pression appliquée est forte, plus la zone de contact entre les nanotubes est grande et le flux électrique important. Le courant ainsi émis est ensuite transféré jusqu’aux neurones. Le signal électrique devient un signal lumineux qui active des neurones spécifiques et induit une sensation de pression plus ou moins forte.

Détecter la température et la texture

Si les chercheurs ont prouvé, avec ce dispositif, qu’une partie du toucher pouvait être retransmis à ceux qui ne le percevaient pas, ils ambitionnent depuis longtemps de recréer d’autres aspects de ce sens : sensation de chaleur et de froid, douceur ou rugosité des textures, douleur…

Un projet pas si futuriste, car comme le soulignent Polina Anikeeva et Ryan Koppes, auteurs d’un article dans « Science » commentant cette étude, les progrès dans le champ des capteurs épidermiques miniatures ne cessent de s’accélérer. Cependant, ces derniers sont souvent limités par leur alimentation électrique, notent les chercheurs du laboratoire de recherche électronique du Massachusetts Institute of Technology (MIT). Reproduire les propriétés mécaniques et les fonctions de la peau « demeure un défi difficile en ingénierie » concluent-ils.

Recouvrer le toucher, un vieux rêve sans cesse réinventé

Plusieurs équipes de recherche travaillent sur des prothèses visant à faire recouvrer à leur porteur le sens du toucher. L’une d’elle, créée en 2014, permet de ressentir l’humidité, la chaleur et la pression.

Mise au point par une équipe mixte coréenne et américaine, elle est composée d’or et de silicone, matière qui lui confère un aspect translucide et une bonne capacité de déformation. La même année, le Pr Silvestro Micera a développé une prothèse capable de discerner la consistance et la forme des objets et de les saisir. Cette main articulée dotée de capteurs aux bouts des doigts a d’ailleurs été testée par un Danois amputé, Dennis Aabo Sørensen. Le projet d’Alex Chortos s’inscrit donc dans une longue lignée de prothèses destinées à recréer des sensations perdues… provisoirement. »


Sources:
http://www.sciencesetavenir.fr/sante/20151016.OBS7783/une-peau-artificielle-pour-recouvrer-le-toucher.html
http://cen.acs.org/articles/93/i41/Artificial-Skin-Transmits-Signals-Neurons.html

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