Компонент 2 механочувствительного ионного канала пьезотипа, или PIEZO2, представляет собой ген, кодирующий белок, который был связан с механически активируемыми (МА) катионными каналами, которые связывают механические силы с биологическими сигналами. Белок, кодируемый PIEZO2, может быстро адаптировать токи МА в соматосенсорных нейронах, отвечающих за обработку сенсорной информации.
Мутации потери функции (LOF) в гене PIEZO2 могут приводить к редкому генетическому состоянию, связанному с нарушением функционирования соматосенсорных нейронов. Это также приводит к отсутствию проприоцепции (то есть восприятия или осознания собственного положения тела и движений) и легкого прикосновения.
Людям, страдающим этим редким генетическим заболеванием, очень трудно выполнять функциональные задачи, такие как ходьба и манипулирование предметами. Хотя это может сильно ухудшить ситуацию, до сих пор не существует методов лечения или вспомогательных технологий, специально разработанных для PIEZO-2 LOF.
Группа исследователей из Стэнфордского университета и Национального института здравоохранения (NIH) недавно разработала первое носимое тактильное устройство, которое может помочь людям, страдающим этим редким заболеванием, выполнять повседневные задачи. Это устройство, представленное в статье, предварительно опубликованной на arXiv, предназначено для восприятия стимулов в окружающей среде и последующей передачи проприоцептивной информации пользователям.
«Нет никаких фармакологических методов лечения или вспомогательных технологий для людей с PIEZO2-LOF», — пишут исследователи в своей статье. «Мы предлагаем устройство сенсорной замены, которое передает проприоцептивную обратную связь через обнаруживаемые тактильные стимулы».
Ощущения глубокого давления, такие как те, которые можно почувствовать, когда кто-то их обнимает, сжимает или хватает за руку, у людей с PIEZO2-LOF не нарушены. Шрила Кодали и ее коллеги из Стэнфорда и Национального института здоровья решили использовать это при создании своего устройства.
Чтобы носить это новое устройство, пользователям необходимо закрепить его на одной из рук с помощью широких ремней с крючками и петлями, встроенных в устройство. Когда они двигаются, устройство преобразует информацию, связанную с углом, под которым расположен их локоть, в стимулы глубокого давления, которые затем применяются к предплечью пользователя.
«Мы создали носимый прототип, который сопоставляет измерения движения локтя с глубоким давлением на предплечье», — объясняют исследователи в своей статье. «Прототип выдерживает нагрузку до 18 Н, включает встроенный датчик силы и программируется для обеспечения различных соотношений угла к давлению».
Устройство, созданное Кодали и ее коллегами, в настоящее время является прототипом; таким образом, вероятно, пройдет значительное время, прежде чем она станет общедоступной. Тем не менее, как только это произойдет, это действительно может помочь людям с PIEZO2-LOF вести более функциональную жизнь.
«Наша будущая работа будет включать в себя сравнение проприоцептивной остроты и двигательной способности и двигательной способности с устройством и без него у здоровых людей и людей с PIEZO2-LOF, разработку низкопрофильных устройств с использованием мягкой робототехники, обеспечение сенсорной замены для нескольких суставов одновременно и кодирование дополнительных аспектов динамики суставов», — пишут исследователи в своей статье.
