Brkovi štakora: Multidisciplinarno istraživanje otkriva kako osjećamo teksturu

Brkovi štakora: Multidisciplinarno istraživanje otkriva kako osjećamo teksturu

Kako osjećamo teksturu, zapravo je odavno tajna. Prepoznato je da su živci povezani s kožom vrha prsta zaduženi za uočavanje različitih površina, no kako to rade nije dobro shvaćeno. Glodavci dlakama izvršavaju uočavanje teksture. Poput vrhova ljudskih prstiju, dlake obavljaju brojne poslove, primjećujući blizinu kao i oblik predmeta, zajedno s izgledom površine.

Matematičari s Odjela za inženjersku matematiku Sveučilišta u Bristolu razgovarali su s neuroznanstvenicima sa Sveučilišta Tuebingen u Njemačkoj kako bi shvatili kako kretanje dlake po površini pretvara informacije o teksturi u neuronske signale koje um može vidjeti.

Izvršavajući visokotačne istraživačke laboratorijske preglede na pravoj dlaci štakora, uklopljene u verzije izračuna, znanstvenici koji su otkrili da dlake oponašaju antene, podešeni da osjete male pokrete klizanja palice dovedene trljanjem između površine, kao i prijedlog kosa.

„Jedna od najupečatljivijih stvari koje smo pronašli i u eksperimentima i u teoriji bilo je tisućustruko pojačavanje sićušnih signala sile koji se percipiraju vrhom brka na onaj koji primaju neuroni u bazi brkova. Odjednom smo shvatili da brčić djeluje poput pojačala, uzimajući događaje klizanja mikro-ljestvice i brzo ih pretvarajući u čiste impulse koje mozak može pokupiti i obraditi ”, izjavio je profesor Alan Champneys sa Sveučilišta u Bristolu, suradnik -vodu ugovora o modeliranju sa suradnikom dr. Robertom Szalaijem. Dr. Thibaut Putelat izveo je dubinsko matematičko modeliranje.

Istraživanje Prenos teksturnih signala duž dlake štakora objavljeno u časopisu Znanstveni Izvješća od autora Nature, otkriva da sužavanje kose utječe na pojačavanje malih visokofrekventnih pokreta ravno u značajne pulsne modifikacije, učinkovite kao i kretanje u folikulu dlake dlake. Zauzvrat, aferentni neuron u folikulu dlake osjeti ove modifikacije, kao i da ih prenese u um.

„Gotovo je kao da je morfologija brkova dizajnirana da prenosi ove signale uzrokovane trenjem kao„ klima uređaj “koji se vali na vrhu„ istosmjernog “kretanja brka koji prenosi informacije o blizini i tvrdoći površine.

“Ovi valovi klima-uređaja također su mali, ali i brzi za gledanje od strane ljudskog oka. Međutim, pristupajući ovoj nevolji u multidisciplinarnom stilu, zapravo smo prvi put imali sposobnost da jasno izložimo te valove “, rekao je profesor Champneys.

„Potraga ima učinka i na ljudski dodir, gdje je morfologija grebena otisaka prstiju puno kompliciranija, ali također može usporediti klima uređaj i istosmjerne signale dok naš um pokušava rastaviti brojne informativne tokove u vezi s onim što stvarno osjećamo ", Rekao je dr. Maysam Oladazimi, koji je eksperimente izvodio u sklopu doktorata.

Nalazi bi mogli imati dalekosežne prednosti, uključujući način na koji bi se teksture mogle dizajnirati tako da pružaju optimalne znakove za slabovidne, za ljudsku sigurnost u uvjetima slabog osvjetljenja ili za umjetničke umjetničke instalacije.

„Ovo istraživanje otvara brojne mogućnosti za budući posao. Kao neuroznanstvenici, mi smo zainteresirani za stvaranje puno dubljeg razumijevanja neuronskih signalnih putova u diskriminaciji teksture, dok su naši kolege u Bristolu željni provjeriti učinke na stil budućih sustava za uočavanje robota “, rekao je profesor Cornelius Schwarz, koji je vodio eksperimente na Sveučilištu u Tuebingenu.

Profesor Champneys rekao je da je istraživanje posebno dragocjeno za haptičko osjetilo na polju robotike, gdje roboti doslovno osjećaju svoje okruženje i u središtu su mnogih trenutnih istraživanja, posebno za robote koji trebaju djelovati samostalno u mraku, kao što je u potrazi i spasilačke misije. Profesor Nathan Lepora i kolege iz laboratorija za robotiku u Bristolu pioniri su na ovom polju.

„Ova globalna interdisciplinarna suradnja između eksperimentalista i matematičkih modela bila je zanimljiva. Nastali iz inačica računalnih sustava, kao i iz eksperimentalnih laboratorijskih eksperimenata, išli smo zajedno - upravo s kombinacijom oba, imali smo sposobnost da se razvijemo “, rekao je profesor Champneys.