Neue Forschung zeigt, dass Menschen zu unterscheiden den Unterschied zwischen feinen Texturen , wie Seide oder Satin , durch Vibrationen, die durch zwei getrennte Sätze von Nervenrezeptoren in der Haut zum Gehirn aufgenommen werden und weitergeleitet .
Zurück Forschung hat gezeigt , dass grobe Texturen wie Braille -Punktmuster , werden von Rezeptoren, die dicht in die Primaten Fingerspitze gepackt werden codiert . Die räumliche Anordnung der Reaktionen dieser Rezeptoren entspricht der räumlichen Anordnung der Oberflächenmerkmale einer Textur. Allerdings sind die meisten natürlichen Strukturen zu fein, um auf diese Weise wahrgenommen werden. Eine neue Studie früh hier in den Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften zeigt , zum ersten Mal , dass zwei andere Sätze von Rezeptoren vermitteln Informationen über feine Texturen , indem sie auf den in der Haut produziert hochfrequente Schwingungen , wie sie über gescannt eine Oberfläche.
"Grob Texturen werden in der räumlichen Muster von Reaktionen, die durch einen Satz von Rezeptoren reflektiert , aber das ist nur ein kleiner Teil der Geschichte ", sagte der leitende Autor der Studie , Sliman Bensmaia , PhD , Assistant Professor in der Abteilung für Organismal Biology und Anatomie an der University of Chicago. " Das meiste, was wir als natürlichen Strukturen werden in zeitlichen Muster der Aktivierung in den beiden anderen Gruppen von Rezeptoren vertreten. "
Die Mehrzahl der Studien, die die neurale Basis der Textur Wahrnehmung haben grobe Materialien, wie beispielsweise Gitter und Braille -Muster , das eine Reihe von Rezeptoren in der Haut, die als langsam an Typ 1 ( SA1 ) Afferenzen aktivieren eingesetzt.
In den Experimenten in dieser Studie durchgeführt , Bensmaia und seine Kollegen eine Trommel mit Streifen aus solchen groben Strukturen bedeckt, zusammen mit mehreren Materialien mit feiner Strukturen, wie beispielsweise Sandpapier, Textilien und Kunststoffe. Die Trommel lief dann die Texturen auf den Fingerspitzen der Rhesusaffen , deren somatosensorische System ist ähnlich wie beim Menschen , während die Forscher erfasst die neuronalen Antworten .
Während die groben Texturen erzeugt die vertraute SA1 Antwort haben die SA1 Afferenzen gar nicht feuern für die Mehrheit der feineren Strukturen. Stattdessen werden zwei Sätze von Afferenzen , die zuvor nicht im Texturgefühlin Verbindung gebracht werden , schnell an (RA) und Pacini (PC) Fasern , hat in einem zeitlichen Muster, das in der Haut, die durch Abtasten der Oberfläche erzeugten Schwingungen folgen .
" Wenn Sie für die Textur Wahrnehmung auf SA1 Afferenzen verlassen allein , würden Sie nicht in der Lage, die meisten Texturen zu unterscheiden . Sie konnte nicht sagen, Seide aus Satin, Denim oder aus Filz und Cord ", sagte Bensmaia .
Bisher wurden rasch an Afferenzen in erster Linie gedacht, um eine Rolle bei der Erkennung , wenn ein Objekt aus einem Griff Verrutschen zu spielen. Pacininan Afferenzen wurden gedacht, um Vibrationen , wie sie fühlte sich nach dem Auftreffen auf etwas mit einem Hammer zu erkennen.
Neben zuzuschreiben an diese Rezeptoren eine neue Rolle in Kontakt , unterstreicht die Studie, dass Touch verwendet zwei Betriebsarten: One basierend auf räumliche Muster der Aktivierung, die andere auf zeitliche Muster . Diese beiden Modi koexistieren und interagieren.
Die Forschung hat wichtige Auswirkungen für das Gebiet der Neuroprothesen , die Geräte, die für eine motorische, sensorische oder kognitive Funktionen, die durch Verletzung oder Krankheit beschädigt worden sein könnte substituieren fördern soll . Um realistische taktile Empfindungen erzeugen , müssen beide Modi in Eingriff gebracht werden . Dies gilt, ob das Ziel ist, Textur Wahrnehmungen oder jede andere Art von künstlichen taktile Empfindung hervorzurufen.
" Was wir hier gezeigt ist, dass alle drei Sätze von Afferenzen beitragen, Textur Wahrnehmung ", sagte Bensmaia . " In der Tat, Signale von allen drei Populationen integriert sind, um in jeder Art von taktilen Wahrnehmung kulminieren . "