Los investigadores de Johns Hopkins descubren el grupo de células nerviosas en la piel responsable de tacto activo del `'

Trabajo con los ratones genético dirigidos -- y especialmente sus barbas -- Los investigadores de Johns Hopkins señalan que han determinado un grupo de células nerviosas en la piel responsable qué llaman “tacto activo,” de una combinación del movimiento y de la sensación sensorial necesarios para navegar el mundo externo. El descubrimiento de este mecanismo sensorial básico, descrito el 20 de abril en línea en la Neurona del gorrón, avance la búsqueda para una mejor odontología “elegante” para la gente, unas que proporcionen a un feedback sensorial más natural al cerebro durante uso.

Estudie al arranque de cinta Daniel O'Connor, Ph.D., profesor adjunto de la neurología en la Facultad de Medicina de la Universidad John Hopkins, explica que sobre el último varias décadas, investigadores han amontonado una gran cantidad de conocimiento sobre el sentido del tacto. “Usted puede abrir los libros de texto y leer todos sobre los diversos tipos de sensores o de células del receptor en la piel,” él dice. “Sin Embargo, casi todo que sabemos es de los experimentos donde el estímulo táctil fue aplicado a la piel estacionaria--es decir tacto pasivo.”

Tal “tacto pasivo,” O'Connor agrega, no es cómo los seres humanos y otros animales exploran normalmente su mundo. Por ejemplo, él dice, la gente que entraba en un cuarto oscuro pudo explorar para un interruptor de la luz activamente aserrando al hilo la pared con sus manos. Para informar si un objeto es duro o suave, ella necesitaría probablemente prensarlo con sus dedos. Para ver si un objeto es liso o áspero, ella exploraría sus dedos hacia adelante y hacia atrás a través de la superficie de un objeto.

Cada Uno de estos formularios del tacto combinó con el movimiento, él dice, es una manera activa de explorar el mundo, bastante que esperando para hacer un estímulo del tacto presentar. Cada uno también requieren la capacidad de detectar la posición relativa de una parte del cuerpo en el espacio, una capacidad conocida como orientación espacial.

Mientras Que una cierta investigación ha sugerido que las mismas poblaciones de células nerviosas, o de neuronas, pudieron ser responsables de detectar la orientación espacial y tocar necesario para esta integración del sensorial-motor, si la era verdad y que las neuronas logran esta hazaña han sido en gran parte desconocidas, O'Connor dice.

Para descubrir más, O'Connor y sus personas desarrollaron un sistema experimental con los ratones que permitieron que registraran señales eléctricas de las neuronas específicas situadas en la piel, durante tacto y el movimiento.

Los investigadores lograron esto, señalan, trabajando con las piezas de un laboratorio llevado por David Ginty, Ph.D., miembro del profesorado anterior de la Universidad John Hopkins, ahora en la Facultad de Medicina de Harvard, para desarrollar ratones genético alterados. En estos animales, un tipo de neurona sensorial en la piel llamada los aferentes de Merkel era transformado de modo que respondieran al tacto -- su estímulo “nativo”, y uno documentado de largo en la investigación anterior -- pero también a la luz azul, que pelan las células nerviosas no responden normalmente a.

Los científicos entrenaron a los roedores para ejecutarse en una rueda de ardilla ratón-clasificada que tenía un pequeño polo asociado a la parte que fue motorizada para moverse a las ubicaciones diferentes. Antes De Que los ratones comenzaran a ejecutarse, los investigadores utilizaron su sistema sensibilizado tacto-y-luz para encontrar las barbas único animal de Merkel aferente cercano de un cada y utilizaron un electrodo para medir las señales eléctricas de esta neurona.

Como seres humanos utilice sus manos para explorar el mundo con tacto, ratones utilizan sus barbas, explica a O'Connor. Por Lo Tanto, como los animales comenzaron a ejecutarse en la rueda de ardilla, se movieron las barbas hacia adelante y hacia atrás en un movimiento que los investigadores llaman el “batir exploratorio.”

Usando una cámara de alta velocidad centrada en las barbas de los animales, los investigadores tomaron casi 55.000.000 bastidores de vídeo mientras que los ratones se ejecutaron y batieron. Entonces utilizaron algoritmos de aprendizaje informático para separar los movimientos en tres diversas categorías: cuando los roedores no batían o en contacto con el polo; cuando batían sin contacto; o cuando batían contra el polo.

Entonces conectaron cada uno de estos movimientos -- usando las fotos video capturadas 500 veces cada segundo -- a las señales eléctricas que vienen de los aferentes azul-luz-sensibles de Merkel de los animales.

Los resultados muestran que los aferentes de Merkel produjeron potenciales de acción -- los picos eléctricos que las neuronas utilizan para comunicar con uno a y el cerebro -- cuando sus barbas asociadas hicieron contacto con el polo. Que el encontrar no era determinado asombrosamente, O'Connor dice, debido al papel establecido de estas neuronas en tacto.

Sin Embargo, él dice, los aferentes de Merkel también respondieron robusto cuando se movían en el aire sin el tacto del polo. Cavando en las señales eléctricas específicas, los investigadores descubrieron que los potenciales de acción se relacionaron exacto con la posición de una barba en espacio. Estas conclusión sugieren ese juego de los aferentes de Merkel un bivalente en tacto y la orientación espacial, y en la integración del sensorial-motor necesaria para el tacto activo, O'Connor dice.

Aunque estas conclusión sean determinadas a las barbas del ratón, él advierte, él y sus colegas creen que los aferentes de Merkel en seres humanos podrían servir una función similar, porque muchas propiedades anatómicas y fisiológicas de los aferentes de Merkel aparecen similares a través de un rango de la especie, incluyendo ratones y seres humanos.

Además de verter la luz en una pregunta biológica básica, O'Connor dice, la investigación de sus personas podría también mejorar eventual los limbos y los dígitos artificiales. Una Cierta odontología puede ahora interconectar con el cerebro humano, permitiendo que los utilizadores los muevan usando señales dirigidas del cerebro. Mientras Que este movimiento es un avance enorme más allá de la odontología estática tradicional, todavía no permite el movimiento liso de limbos naturales. Integrando hace señales similar a ésos producidos por los aferentes de Merkel, él explica, los investigadores pudieron eventual poder crear la odontología que puede enviar señales sobre tacto y la orientación espacial al cerebro, permitiendo los movimientos relacionados con los limbos nativos.

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

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