Johns Hopkins badacze odkrywają grupy nerw komórki w skórze odpowiedzialnej dla ` aktywnego dotyka'

Pracować z genetycznie konstruować myszami -- i szczególnie ich bokobrody -- Johns Hopkins badacze donoszą je utożsamiali grupy nerw komórki w skórze odpowiedzialnej dla kombinaci ruch i sensualny uczucie potrzebujący żeglować zewnętrznie świat. co dzwonią "aktywny dotyk," Odkrycie ten podstawowy sensualny mechanizm, opisujący online Kwiecień 20 w czasopismo neuronie, posuwa się naprzód rewizję dla lepszy "mądrze" protetyk dla ludzi, ones które zapewniają naturalną sensualną informacje zwrotne mózg podczas use.

Nauka lider Daniel O'Connor, Ph.D., asystent profesora neuroscience przy Johns Hopkins Uniwersytecką szkołą medyczną, wyjaśnia to nad past kilka dekady, badacze gromadził bogactwo wiedzę o sensie dotyk. "Ty możesz otwierałeś podręczniki i czytasz wszystko o różnych typ czujniki lub receptor komórki w skórze," mówi. "Jakkolwiek, prawie everything jest od eksperymentów znamy dokąd dotykowy pobudzenie stosował stacjonarna skóra--w innych słowach, bezwolny dotyk."

Taki "bezwolny dotyk," O'Connor dodaje, no jest, jak istoty ludzkie i inni zwierzęta normalnie badają ich świat. Na przykład, mówi, ludzie wchodzić do ciemnego pokój można szukać dla lekkiej zmiany aktywnie czuć ścianę z ich rękami. Mówić naciskać je z ich palcami prawdopodobnie potrzebowali. jeżeli przedmiot jest ciężki lub miękki Widzieć skanowali ich palce powracających przez przedmiota powierzchnię. jeżeli przedmiot jest gładki lub szorstki

Each te formy dotyk łączył z ruchem, raczej niż czekanie mieć dotyka bodza przedstawiającego., mówi, jest aktywnym sposobem badać świat, Each także wymagają zdolność odczuwać części ciała względną pozycję w przestrzeni, zdolność znać jako proprioception.

Podczas gdy niektóre badanie sugerował że ten sam populacje nerw komórki lub neurony, można być odpowiedzialne dla odczuwać proprioception i dotykać koniecznego dla ten silnik integraci, czy to który osiągają ten wyczyn neurony był prawdziwy i byli w dużym stopniu niewiadomi, O'Connor mówi.

Znajdować out więcej rozwijaliśmy eksperymentalnego system z myszami które pozwolili one nagrywać elektrycznych sygnały od odmianowych neuronów lokalizować w skórze, podczas dotyka i ruchu., O'Connor i jego drużyna

Badacze osiągali to, one donoszą, pracować z członkami laboratorium prowadzący David Ginty przy Harvard szkołą medyczną rozwijać genetycznie zmieniać myszy, Ph.D., poprzedni Johns Hopkins Uniwersytecki pracownik wydziału, teraz. W te zwierzętach, typ sensualny neuron w skórze dzwoniącej Merkel afferents mutował tak, że odpowiadali dotyk -- ich "rodzimy" bodziec i jeden długo dokumentujący w poprzedzającym badaniu, -- ale także błękita światło który normalnie no odpowiadają skóra nerwu komórki.,

Naukowowie trenowali ślepuszonki biegać na sklejonej karuzeli która małego słupa dołączającego przód który motoryzował ruszać się różne lokacje. Zanim myszy zaczynali biegać badacze używali ich światło wyczulającego system znajdować pojedynczy afferent i używali elektrodę mierzyć elektrycznych sygnały od ten neuronu Merkel each zwierzęcia bokobrody pobliski.

Bardziej jak istoty ludzkie używa ich ręki badać świat przez dotyka, myszy używa ich bokobrody, wyjaśnia O'Connor. W rezultacie, ruszali się ich bokobrody powracających w ruchu który dzwonią badacze "poszukiwawczy trzepać." gdy zwierzęta zaczynali bieg na karuzeli,

Używać szybkościową kamerę skupiającą się na zwierzę bokobrodach badacze wziąć prawie 55.000.000 ram wideo podczas gdy myszy biegali i trzepali. Wtedy używali uczenie algorytmy oddzielać ruchy w trzy różnej kategorii: gdy ślepuszonki no trzepali w kontakcie z słupem lub; gdy trzepali bez kontaktu; lub gdy trzepali przeciw słupowi.

Wtedy łączyli each te ruchy -- używać wideo zdjęcia chwytał 500 czasów każdy sekunda -- elektryczni sygnały przychodzi od zwierząt Merkel wyczulonych afferents.

Rezultaty pokazują że Merkel afferents produkowali akcja potencjały -- elektryczni kolce i mózg który komunikować z each inny używają neurony -- gdy ich kojarzoni bokobrody kontaktowali się słupa. Że znajdować szczególnie no zaskakiwał, O'Connor mówi, przez te neuronów uznanego rola w kontakcie.

Jakkolwiek, mówi Merkel afferents także odpowiadający krzepko gdy ruszali się w powietrzu bez dotykać słupa. Sięgać w odmianowych elektrycznych sygnały badacze odkrywali że akcja potencjały dokładnie odnosić sie bokobrody pozycja w przestrzeni. Te znalezienia sugerują ten Merkel afferents sztukę podwójny rola w kontakcie i proprioception, i w silnik integraci koniecznej dla aktywnego dotyka mówi, O'Connor.

Chociaż te znalezienia są szczególni mysz bokobrody, ostrzega, on i jego koledzy wierzymy że Merkel afferents w istotach ludzkich mogli słuzyć jednakową funkcję, ponieważ wiele anatomiczne i fizjologiczne własność Merkel afferents pojawiać się jednakowymi przez pasmo gatunki, wliczając myszy i istot ludzkich.

Oprócz tracenia światła na podstawowym biologicznym pytaniu, O'Connor mówi, jego drużyny badanie mógł także ostatecznie ulepszać sztuczne kończyny i cyfry. Niektóre protetyki są teraz sprawnie interfejs z ludzkim mózg, pozwolić użytkownika ruszać się one używa kierujących móżdżkowych sygnały. Podczas gdy ten ruch jest ogromnym postępem poza tradycyjne statyczne protetyki, ono wciąż no pozwoli gładkiego ruchu naturalne kończyny. Integrować sygnalizuje jednakowego tamto produkujący Merkel afferents, on wyjaśnia, badacze można ostatecznie być sprawnie tworzyć protetyki które mogą wysyłać sygnały o dotyku i proprioception mózg, pozwolić ruchy zbliżonych rodzime kończyny.

Źródło: http://www.hopkinsmedicine.org/news/media/releases/discovering_the_basics_of_active_touch

Advertisement