约翰斯・奥普金斯研究员发现组在皮肤的神经细胞负责对 ` 有效的接触’

与基因上设计的鼠标一起使用 -- 并且特别是他们的颊须 -- 约翰斯・奥普金斯研究员报告他们识别一个组在皮肤的神经细胞负责对什么他们称 “有效的接触”,必要的行动和知觉感觉的组合驾驶这个外部世界。 在此基本的知觉结构的发现上,描述在线 4月 20日在日记帐神经元,提前搜索人的,在使用期间,提供更加自然的知觉反馈给脑子的部分更好的 “聪明的”弭补科。

研究领导人丹尼尔奥康纳, Ph.D。,神经科学助理教授在琼斯霍浦金斯大学医学院,解释在过去几年,研究员累积了关于触觉的许多知识。 “您能打开课本,并且读所有关于传感器或感受器官细胞的不同的类型在皮肤”,他说。 “然而,我们知道的几乎一切是从有触觉的刺激适用于固定式皮肤的实验--换句话说,被动接触”。

这样 “被动接触”,奥康纳补充说,不是人和其他动物如何通常测试他们的世界。 例如,他说,进入一个暗室的人们也许搜索灯开关通过有效感觉墙壁用他们的现有量。 要告诉对象是否困难或软,他们很可能将需要按它与他们的手指。 要发现对象是否是平稳或粗砺的,他们在对象的表面间将反复浏览他们的手指。

接触的这些表单中的每一份与行动结合了,他说,是测试这个世界一个有效的方式,而不是等待安排接触刺激存在。 他们其中每一也要求这个能力感觉在空间的一个身体局部的相对位置,叫作本体感受的能力。

当若干研究建议时神经细胞或者神经元的同样人口,也许负责对感觉本体感受和涉及必要此知觉马达综合化的,这是否是真的和神经元完成此技艺是主要未知的,奥康纳说。

要欲知更多,奥康纳和他的小组开发与给他们记录从位于皮肤的特定神经元的电信号,在接触和行动时的鼠标的实验系统。

研究员通过从事完成此,他们报告,与大卫导致的实验室的成员 Ginty, Ph.D。,一位前琼斯霍浦金斯大学大学教学人员,现在哈佛医学院,开发基因上修改过的鼠标。 在这些动物,感觉神经元的类型在称 Merkel 传入的皮肤的是变化的,以便他们回应了接触 -- 他们的 “当地”在早先研究长期提供的刺激和一个 -- 而且对蓝色光,剥皮神经细胞通常不回应。

科学家在有一根小的杆附有前线动力化搬到不同的地点的一辆鼠标尺寸踏车培训啮齿目动物运行。 在鼠标开始运行前,研究员使用他们的接触和光使敏感的系统查找唯一 Merkel 输入最近每个动物的颊须并且使用电极评定从此神经元的电信号。

很象人请使用他们的现有量通过接触测试这个世界,鼠标使用他们的颊须,解释奥康纳。 结果,当动物开始运行在踏车,他们反复移动了他们的颊须研究员称 “试探性扫的行动”。

使用于动物的颊须集中的一个高速照相机,当鼠标运行了并且扫了时,研究员采取了接近录影 55,000,000 个框架。 他们然后使用了计算机了解算法分隔移动到三个不同类别: 当啮齿目动物没有扫或与这根杆联系; 当他们扫没有联络; 或者,当他们扫这根杆。

他们然后连接了这些移动中的每一个 -- 使用被获取的视频快照 500 次每秒钟 -- 对来自动物的青光敏感的 Merkel 传入的电信号。

结果向显示 Merkel 传入导致了动作电位 -- 神经元使用与彼此联络的电子峰值和脑子 -- 当他们的关联颊须与这根杆联系。 查找不特别惊奇,奥康纳说,由于这些有联系神经元的源远流长的角色。

然而,他说, Merkel 传入结实地也回应了,当他们在天空中移动,无需涉及这根杆。 通过探讨特定电信号,研究员发现动作电位与在空间的颊须的位置精密地关连。 这些发现建议该 Merkel 传入作用有联系一个双重的角色和本体感受,并且在知觉马达综合化必要为有效的接触,奥康纳说。

虽然这些发现对鼠标颊须是特殊的,他警告,他和他的同事相信在人的 Merkel 传入可能为一个相似的功能服务,因为 Merkel 传入许多解剖和生理属性似乎与相似在种类间的范围,包括鼠标和人。

除显示一个基本的生物问题的清楚以外,奥康纳说,他的小组的研究可能最终也改进人为肢体和数字。 使用处理的脑子信号,若干弭补科现在能协调与人脑,允许用户移动他们。 当此行动是在传统静态弭补科之外时的巨大的预付款,它仍然不允许自然肢体的平稳的移动。 通过集成发信号类似于 Merkel 传入生产的那些,他解释,研究员也许最终能创建可能发出关于接触和本体感受的信号到脑子的弭补科,允许移动如同当地肢体。

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

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