Los bigotes de la rata: una investigación multidisciplinaria revela cómo percibimos la textura

Los bigotes de la rata: una investigación multidisciplinaria revela cómo percibimos la textura

La forma en que sentimos la textura ha sido un secreto durante mucho tiempo. Se reconoce que los nervios conectados a la piel de la yema del dedo son los encargados de notar varias áreas superficiales, sin embargo, no se comprende bien cómo lo hacen. Los roedores realizan la observación de la textura con sus pelos. Al igual que las yemas de los dedos humanos, los pelos realizan numerosos trabajos, notando la cercanía y la forma de los elementos, junto con las apariencias de la superficie.

Matemáticos del Departamento de Ingeniería Matemática de la Universidad de Bristol, trataron con neurocientíficos de la Universidad de Tuebingen en Alemania, para comprender cómo el movimiento de un cabello en una superficie convierte la información de textura en señales neuronales que la mente puede ver.

Al ejecutar exámenes de laboratorio de investigación de alta precisión en un cabello de rata genuino, incorporado con versiones de cálculo, los científicos encontraron que los pelos imitan a las antenas, sintonizados para sentir los pequeños movimientos de deslizamiento provocados por el roce entre el área de la superficie, así como la sugerencia de el pelo.

“Una de las cosas más sorprendentes que encontramos tanto en los experimentos como en la teoría fue la amplificación mil veces mayor de señales de fuerza diminutas percibidas por la punta del bigote a las que reciben las neuronas en la base del bigote. De repente, nos dimos cuenta de que el bigote está actuando como un amplificador, tomando eventos de deslizamiento de microescala y convirtiéndolos rápidamente en pulsos limpios que pueden ser recogidos y procesados ​​por el cerebro ”, afirmó el profesor Alan Champneys de la Universidad de Bristol, co. -lide del acuerdo de modelado con el asociado, el Dr. Robert Szalai. El Dr. Thibaut Putelat realizó el modelado matemático en profundidad.

La investigación Transmisión de señales de textura a lo largo de un pelo de rata, publicada en la revista. Informes científicos del autor Nature, revela que la disminución del cabello tiene el impacto de intensificar pequeños movimientos de alta frecuencia en modificaciones considerables similares a pulsos efectivas, así como el movimiento en el folículo piloso. A su vez, la neurona aferente del folículo piloso detecta estas modificaciones y las transfiere a la mente.

“Es casi como si la morfología del bigote estuviera diseñada para transmitir estas señales inducidas por la fricción como ondas de“ acondicionador de aire ”sobre el movimiento“ DC ”del bigote que transmite la información sobre la proximidad y dureza de la superficie.

“Estas ondas de aire acondicionado también son pequeñas y rápidas para ser vistas por el ojo humano. Sin embargo, al abordar este problema con un estilo multidisciplinario, hemos tenido la capacidad de exponer estas ondas con claridad por primera vez ”, dijo el profesor Champneys.

"Las búsquedas también tienen efectos para el tacto humano, donde la morfología de las crestas de las huellas dactilares es mucho más complicada, pero también pueden comparar el aire acondicionado y las señales de CC a medida que nuestra mente intenta desenredar numerosos flujos de información sobre lo que realmente estamos sintiendo". ”, Dijo el Dr. Maysam Oladazimi, quien llevó a cabo los experimentos como parte de su doctorado.

Los hallazgos podrían tener beneficios de gran alcance, incluida la forma en que las texturas podrían diseñarse para proporcionar señales óptimas para las personas con discapacidad visual, para la operación de seguridad humana en entornos con poca luz o para instalaciones artísticas inmersivas.

“Esta investigación abre una serie de oportunidades para futuros trabajos. Como neurocientíficos, tenemos interés en crear una comprensión mucho más profunda de las rutas de señalización neuronal en la discriminación de texturas, mientras que nuestros compañeros de trabajo en Bristol están ansiosos por comprobar los efectos del estilo de los futuros sistemas de detección de robots ”, dijo el profesor Cornelius Schwarz. quien dirigió los experimentos en la Universidad de Tuebingen.

El profesor Champneys dijo que la investigación fue de particular valor para la detección háptica en el campo de la robótica, donde los robots sienten literalmente su entorno y es el foco de gran parte de la investigación actual, especialmente para los robots que necesitan actuar de forma autónoma en la oscuridad, como en la búsqueda. y misiones de rescate. El profesor Nathan Lepora y sus colegas del Laboratorio de Robótica de Bristol son pioneros en este campo.

“Esta cooperación interdisciplinaria global entre experimentadores y modeladores matemáticos fue interesante. El resultado de las versiones del sistema informático, así como de los experimentos de laboratorio de investigación, se realizó en conjunto; fue solo con una combinación de ambos que tuvimos la capacidad de hacer nuestro desarrollo ”, afirmó el profesor Champneys.

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