محققان دانشگاه جان هاپکینز از طریق تقلید توانایی‌های طبیعی پوست توانستند پروتزی را بسازند که حس درد را دریافت و منتقل کند. گیرنده‌های درد در پوست یکی از مهم‌ترین گیرنده‌ها هستند که به محافظت بدن از اشیا آسیب زننده کمک می‌کنند. ازاین‌رو، در شخصی که دچار قطع عضو شده، پروتز می‌تواند با کمک درک درد او را از آسیب محافظت کند.
محققان در این مطالعه چگونگی طراحی و تست اولیه سیستم e-dermis خود را توصیف می‌کنند. کار گیرنده‌های لمس بیولوژیک در پوست انسان الهام‌بخش شروع این پروژه بوده است. به‌طور مشابه، e-dermis دارای لایه‌های متعددی است که از ترکیبات مقاوم و رسانا در مقایسه با انواع مختلف سلول‌ها ساخته شده است که فشار را حس و سنجش می‌کند. هم‌چنین، مانند پوست واقعی لایه‌های حسی به شیوه‌های مختلفی نسبت به فشار واکنش نشان می‌دهند، برخی سریعاً به محرک پاسخ داده در حالی‌که بقیه به آهستگی واکنش می‌دهند.
اطلاعات فشار از e-dermis به پالس‌های شبه نورونی تبدیل می‌شوند که مشابه اسپایک‌های الکتریکی یا پتانسیل‌های عملی هستند که با استفاده از آن‌ها نورون‌ها با هم ارتباط برقرار می‌کنند. سپس این سیگنال شبه نورونی از طریق محرک‌های الکتریکی کوچک به اعصاب محیطی پوست یک فرد دچار نقص عضو، فرستاده می‌شود که احساس فشار و درد را ایجاد کند.
این تیم توانست سیستم خود را روی یک داوطلب خاص اجرا و آزمایش کند. در این راستا، دو ماه طول کشید تا از عصب محیطی بازوی چپ فردی که به دلیل بیماری از قسمت بالای آرنج دچار قطع عضو شده بود، نقشه‌برداری صورت گیرد. آن‌ها با استفاده از تحریکات الکتریکی کوچک ارزیابی کردند که چگونه اعصاب محیطی مختلف در اندام باقی مانده داوطلب وابسته به حس عضو خیالی او هستند.
آن‌ها دریافتند مقدار مناسبی از جریان با فرکانس خاصی فرستاده شد و نه تنها باعث حس لمس شد بلکه حس درد را هم نیز ایجاد کرد. آن‌ها اعصاب را تا زمانی تحریک کردند که داوطلب اعداد ۱۰-۳ را در مقیاس سنجش میزان درد حس می‌کرد.
این تیم سپس همه سیستم را در محل e-dermis بر روی انگشتان پروتزی و محرک الکتریکی را بر روی عضو باقیمانده قرار دادند. با استفاده از این سیستم، داوطلب توانست به وضوح اشیاء تیز و گرد را از هم تشخیص دهد و این احساس را مستقیماً از عضو خیالی خود به دست می‌آورد. در آزمایشی دیگر، پروتز با درد رفلکسی برنامه‌ریزی شده بود به‌طوری که در صورت درد کشیدن یک جسم تیز به‌طور خودکار رها می‌شد.
در این مطالعه، اطلاعات لمس با تحریک پوست در فرد نقص عضوی به سیستم عصبی فرستاده شد، اما می‌توانست از طریق سایر تکنولوژی‌ها مانند الکترودهای کاشته شده، بازسازی هدفمند عضله و شاید روزی، اتصالات ماشینی مغز نیز ارسال شود.
