مستقبلات الألم الاصطناعية تمهد الطريق للتفاعل بين الإنسان والآلة

وسمحت ظاهرة التوصيل الكمي (QC) في الـ"ميمريستورات"، لمستقبل الألم بتجاوز مجرد التشغيل والإيقاف استجابة للمؤثر. وبدلًا من ذلك، أظهر 4 مستويات تطابق الألم البشري - انعدام الألم، ألم خفيف، ألم متوسط، وألم شديد.

تنتشر في جميع أنحاء الجسم مستشعرات دقيقة تُسمى مستقبلات الألم، وظيفتها رصد المؤثرات الضارة المحتملة وإرسال إشارات تحذيرية إلى الدماغ والحبل الشوكي، ما يساعد على حمايتنا من الإصابات أو تلف الأنسجة.

ولطالما كانت مستقبلات الألم الاصطناعية محورا للبحث والتطوير. استخدمت إحدى المحاولات الأولى لإنشاء مستشعرات ألم اصطناعية تقنية أشباه الموصلات التقليدية. إلا أن الباحثين وجدوا أن استخدام هذه التقنية يتطلب دوائر معقدة وكبيرة الحجم للغاية لمحاكاة حتى أبسط استجابات الألم لدى الإنسان، حسب ماورد في مجلة "فايس".

ومع ظهور الـ"ميمريستور"، وهو مكون إلكتروني دقيق يتحكم في تدفق التيار ويحتفظ بذاكرة كمية الكهرباء التي مرت عبره، حيث يتدفق التيار الكهربائي عبر المادة على مراحل منفصلة بدلا من تدفق مستمر، سرعان ما تحول تركيز العلماء من محاولة استخدام أشباه الموصلات للحوسبة المستوحاة من الدماغ إلى هذه الأجهزة الإلكترونية الصغيرة ذات طرفين فقط، من خلال الاستفادة من سلوك التبديل الخاص بها.

طوّر الباحثون مستشعر ألم اصطناعيا يستجيب بقوة أكبر للمنبهات المتكررة، دون أن يتكيف مع منبه الألم بمرور الوقت، كما تفعل مستشعرات الألم البيولوجية. مع ذلك، غالبا ما تفتقر مستقبلات الألم الاصطناعية الحالية إلى القدرة على تحديد شدة الألم والشفاء الذاتي، وهما عاملان أساسيان لإدراك الألم والتعافي منه بشكل واقعي.

وتشير هذه النتائج إلى أن المواد الجديدة، والتي تحاكي مستقبلات الألم، قد تُحدث نقلة نوعية في التفاعل بين الإنسان والآلة، وتُسهم في تطوير تقنيات لإعادة تأهيل الأشخاص بفعالية بعد الإصابة.

يأمل الباحثون أن تتمكن أنظمة استشعار الألم الاصطناعية، من خلال محاكاة كيفية استشعار الألم، من توسيع آفاق الأطراف الاصطناعية العصبية والتفاعل العصبي بين الإنسان والآلة.