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Les vibrations de peau donnent l'information au cerveau plus ou moins la même voie que l'appareil auditif

Quand vous entrez dans une salle sombre, votre premier instinct est de ressentir autour pour un interrupteur de lampe. Vous glissez votre main le long de la paroi, ressentant le passage du chambranle à la cloison sèche peinte, et puis en haut et en bas jusqu'à ce que vous trouviez la plaque en métal ou de plastique du contact. Pendant le procédé vous employez votre sens de contact de développer une image dans votre esprit de la surface de la paroi et d'effectuer une meilleure estimation pour où le contact est.

Sliman Bensmaia, PhD, professeur adjoint de biologie organismal et anatomie à l'Université de Chicago, études la base neurale de la perception tactile, ou comment nos mains donnent cette information au cerveau. Dans une étude neuve publiée dans le tourillon de la neurologie, lui et ses collègues ont constaté que le calage et la fréquence des vibrations ont produit dans la peau quand vous faites fonctionner vos mains le long d'une surface, comme rechercher une paroi un interrupteur de lampe, des jeux un rôle majeur dans la façon dont nous employons notre sens de contact de recueillir des informations au sujet des objectifs et des surfaces autour de nous.

Le sens du contact a été traditionnellement considéré en des termes spatiaux, c.-à-d. des récepteurs dans la peau sont étendus en travers d'un réseau de tris, et quand vous touchez quelque chose ce réseau de récepteurs transmet des informations sur la surface à votre cerveau. Dans leur étude neuve, Bensmaia, deux anciens étudiants préparant une licence, et un chercheur post-doctoral dans son laboratoire-Matthew meilleur, Emily Mackevicius et Hannes Saal-a trouvé que la peau est également extrêmement sensible aux vibrations, et que ces vibrations produisent des vibrations correspondantes dans les afférents, ou les nerfs, qui diffusent l'information des récepteurs au cerveau. Le calage et la fréquence précis de ces réactions neurales donnent les messages spécifiques au sujet de la texture au cerveau, tout comme la fréquence des vibrations sur le tympan donne des informations sur le son.

Les neurones communiquent par les morceaux électriques, assimilés à ceux et aux zéros digitaux employés par des ordinateurs. Mais, Bensmaia a dit, « une des importantes questions en neurologie est si c'est juste le nombre de morceaux qui importe, ou si la séquence spécifique des morceaux à temps joue également un rôle. Ce que nous montrons en cet article est que la séquence des morceaux à temps importe, et en fait pour certains des récepteurs de peau, les sujets de calage avec la précision de milliseconde. »

Les chercheurs ont su pendant des années que ces afférents répondent aux vibrations de peau, mais ils ont étudié leurs réactions utilisant les soi-disant ondes sinusoïdales, qui sont les configurations douces et répétitives. Ces vibrations parfaitement uniformes peuvent être produites dans un laboratoire, mais les genres de vibrations produites dans la peau en touchant des surfaces dans le monde réel sont malpropres et irréguliers.

Pour cette étude, Bensmaia et son équipe ont utilisé un moteur vibratoire qui peut produire n'importe quelle vibration complexe qu'ils veulent. Dans la première expérience, ils ont enregistré des réactions afférentes à un grand choix de fréquences dans les macaques de rhésus, dont le système nerveux tactile ressemble attentivement à des êtres humains. À la deuxième partie, un groupe de sujets humains rapportés comme deux les fréquences particulières assimilées ou différentes ont jugé quand une sonde fixée au moteur a touché leur peau.

Quand l'équipe a analysé les caractéristiques enregistrées des macaques de rhésus, elles ont trouvé qui non seulement le nerf ont oscillé à la fréquence des vibrations, mais elles pourraient également prévoir comment les sujets humains percevraient des vibrations basées sur les réactions neuronales aux mêmes fréquences dans les macaques.

« En cet article, nous avons prouvé que le calage des pointes évoquées par des vibrations naturalistes importe, pas simplement pour les stimulus artificiels dans le laboratoire, » Bensmaia a dit. « Il est réellement vrai pour les genres de stimulus que vous expérience de la vie quotidienne. »

Ce que ce le moyen est que donné une certaine texture, nous connaissent la fréquence des vibrations elle produira dans la peau, et par la suite dans le nerf.

En d'autres termes, si vous connaissiez la fréquence de la soie comme votre doigt réussit au-dessus de lui, vous pourriez reproduire la sensation en stimulant les nerfs avec cette même fréquence sans toucher jamais le tissu.

Mais cette étude est juste une partie de recherche actuelle pour l'équipe de Bensmaia sur la façon dont les êtres humains comportent notre sens de contact à des concepts plus sophistiqués comme la texture, la forme, et le mouvement.

Les chercheurs pourraient un jour employer ce modèle du calage et fréquence des réactions afférentes pour simuler la sensation de la texture pour un amputé « en rejouant » les vibrations produites dans un membre artificiel pendant qu'il explore une surface texturisée en stimulant électriquement le nerf aux fréquences correspondantes. Il pourrait également être employé pour le rendu haptique, ou produire la sensation tactile d'un objectif virtuel sur un écran tactile (pensez en transformant votre iPad en dispositif pour afficher le braille, ou en réglant la chirurgie robotisée).

« Nous essayons d'établir une théorie ce qui effectue à sensation de choses la voie qu'elles ressentent, » de Bensmaia avons dit. « C'est le début de qui on raconte réellement pour changer la voie que les gens pensent au système somatosensoriel. »