多くの人は触覚を当たり前のものと考えています。おそらく、触覚を止めることができないからでしょう。しかし、触覚は驚くほど複雑です。複雑な神経網が、物体の温度、湿り具合、硬さ、重さといった様々な情報を脳に伝え、脳はそれらの情報を統合して物体の全体像を捉えます。
ここ数年、脳で操作する義肢は格段に洗練されてきました。しかし、まだ一つ欠けているものがあります。それは、ほとんどの義肢がユーザーに触覚を伝えるためのフィードバックを送ることができないことです。スタンフォード大学の研究者を中心とするチームは、カーボンナノチューブを充填した人工皮膚を開発しました。この人工皮膚は、様々な圧力をデジタル信号に変換し、マウスのニューロンに直接送ることができると、本日Science誌に掲載された研究で発表されました。
人工皮膚はまだそれら全てを実現できるわけではない。今回の研究では、研究者たちは圧力に反応する皮膚のみを設計した。この皮膚は、圧力を電気信号に変換する有機物質の上に置かれた圧力センサーのフレキシブル回路でできており、この電気信号はマウスの大脳皮質の細胞を刺激する。センサーの形状によって、センサーは様々な圧力に反応する。研究者たちはその後、この信号をマウスの脳細胞へと変換し、脳が情報を理解するために必要な電子周波数に一致させることに成功した。もし研究者たちが、この人工皮膚を脳細胞だけでなく実際のマウスでテストしていたら、マウスは自分の皮膚と同じように皮膚を「感じる」ことができただろう。
これは人工皮膚を作る最初の試みではありません。昨年、韓国の研究者たちが、皮膚が触れた物体の湿り気を感知できるという研究結果を発表しました。しかし、この人工皮膚は電気信号の伝達方法がわずかに異なり、エネルギー効率が高く、人体の中で最も長い距離でもより効果的に信号を伝達できる可能性があると研究者たちは述べています。研究者たちは、ブラッシング動作や長時間の圧力など、他の種類の触覚に対しても皮膚の感度を高めることを計画しています。
