約翰斯・奧普金斯研究員發現組在皮膚的神經細胞負責對 ` 有效的接觸』

與基因上設計的鼠標一起使用 -- 并且特別是他們的頰鬚 -- 約翰斯・奧普金斯研究員報告他們識別一個組在皮膚的神經細胞負責對什麼他們稱 「有效的接觸」,必要的行動和知覺感覺的組合駕駛這個外部世界。 在此基本的知覺結構的發現上,描述在線 4月 20日在日記帳神經元,提前搜索人的,在使用期間,提供更加自然的知覺反饋給腦子的部分更好的 「聰明的」弭補科。

研究領導人丹尼爾奧康納, Ph.D。,神經科學助理教授在瓊斯霍浦金斯大學醫學院,解釋在過去幾年,研究員累積了關於觸覺的許多知識。 「您能打開課本,并且讀所有關於傳感器或感受器官細胞的不同的類型在皮膚」,他說。 「然而,我們知道的幾乎一切是從有觸覺的刺激適用於固定式皮膚的實驗--換句話說,被動接觸」。

這樣 「被動接觸」,奧康納補充說,不是人和其他動物如何通常測試他們的世界。 例如,他說,進入一個暗室的人們也許搜索燈開關通過有效感覺牆壁用他們的現有量。 要告訴對象是否困難或軟,他們很可能將需要按它與他們的手指。 要發現對象是否是平穩或粗礪的,他們在對象的表面間將反覆瀏覽他們的手指。

接觸的這些表單中的每一份與行動結合了,他說,是測試這個世界一個有效的方式,而不是等待安排接觸刺激存在。 他們其中每一也要求這個能力感覺在空間的一個身體局部的相對位置,叫作本體感受的能力。

當若乾研究建議時神經細胞或者神經元的同樣人口,也許負責對感覺本體感受和涉及必要此知覺馬達綜合化的,這是否是真的和神經元完成此技藝是主要未知的,奧康納說。

要欲知更多,奧康納和他的小組開發與給他們記錄從位於皮膚的特定神經元的電信號,在接觸和行動時的鼠標的實驗系統。

研究員通過從事完成此,他們報告,與大衛導致的實驗室的成員 Ginty, Ph.D。,一位前瓊斯霍浦金斯大學大學教學人員,現在哈佛醫學院,開發基因上修改過的鼠標。 在這些動物,感覺神經元的類型在稱 Merkel 傳入的皮膚的是變化的,以便他們回應了接觸 -- 他們的 「當地」在早先研究長期提供的刺激和一个 -- 而且對藍色光,剝皮神經細胞通常不回應。

科學家在有一根小的杆附有前線動力化搬到不同的地點的一輛鼠標尺寸踏車培訓嚙齒目動物運行。 在鼠標開始運行前,研究員使用他們的接觸和光使敏感的系統查找唯一 Merkel 輸入最近每個動物的頰鬚并且使用電極評定從此神經元的電信號。

很像人请使用他們的現有量通過接觸測試這個世界,鼠標使用他們的頰鬚,解釋奧康納。 結果,當動物開始運行在踏車,他們反覆移動了他們的頰鬚研究員稱 「試探性掃的行動」。

使用於動物的頰鬚集中的一個高速照相機,當鼠標運行了并且掃了時,研究員採取了接近錄影 55,000,000 個框架。 他們然後使用了計算機瞭解算法分隔移動到三個不同類別: 當嚙齒目動物沒有掃或與這根杆聯繫; 當他們掃沒有聯絡; 或者,當他們掃這根杆。

他們然後連接了這些移動中的每一個 -- 使用被獲取的視頻快照 500 次每秒鐘 -- 對來自動物的青光敏感的 Merkel 傳入的電信號。

結果向顯示 Merkel 傳入導致了動作電位 -- 神經元使用與彼此聯絡的電子峰值和腦子 -- 當他們的關聯頰鬚與這根杆聯繫。 查找不特別驚奇,奧康納說,由於這些有聯繫神經元的源遠流長的角色。

然而,他說, Merkel 傳入結實地也回應了,當他們在天空中移動,无需涉及這根杆。 通過探討特定電信號,研究員發現動作電位與在空間的頰鬚的位置精密地關連。 這些發現建議該 Merkel 傳入作用有聯繫一個雙重的角色和本體感受,并且在知覺馬達綜合化必要為有效的接觸,奧康納說。

雖然這些發現對鼠標頰鬚是特殊的,他警告,他和他的同事相信在人的 Merkel 傳入可能為一個相似的功能服務,因為 Merkel 傳入許多解剖和生理屬性似乎與相似在種類間的範圍,包括鼠標和人。

除顯示一個基本的生物問題的清楚以外,奧康納說,他的小組的研究可能最終也改進人為肢體和數字。 使用處理的腦子信號,若乾弭補科現在能協調與人腦,允許用戶移動他們。 當此行動是在傳統靜態弭補科之外時的巨大的預付款,它仍然不允許自然肢體的平穩的移動。 通過集成發信號類似於 Merkel 傳入生產的那些,他解釋,研究員也許最終能創建可能發出關於接觸和本體感受的信號到腦子的弭補科,允許移動如同當地肢體。

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

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