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Le vibrazioni dell'interfaccia trasferiscono le informazioni al modo del cervello più o meno lo stesso come sistema uditivo

Quando camminate in una stanza scurita, il vostro primo istinto è di ritenere intorno per un interruttore della luce. Fate scorrere la vostra mano lungo la parete, ritenente la transizione dallo stipite al muro a secco dipinto e poi su e giù finché non troviate la piastrina della plastica o del metallo dell'opzione. Durante il trattamento usate il vostro tatto sviluppare un'immagine nella vostra mente della superficie della parete e fare una migliore congettura per dove l'opzione è.

Sliman Bensmaia, PhD, assistente universitario di biologia organismal ed anatomia all'università di Chicago, studi la base neurale della percezione tattile, o come le nostre mani trasferiscono questi informazioni al cervello. In un nuovo studio pubblicato nel giornale della neuroscienza, lui ed i suoi colleghi hanno trovato che la sincronizzazione e la frequenza delle vibrazioni hanno prodotto nell'interfaccia quando eseguite le vostre mani lungo una superficie, come la ricerca della parete un interruttore della luce, giochi un ruolo importante in come usiamo il nostro tatto riunire le informazioni sugli oggetti e sulle superfici intorno noi.

Il tatto è stato pensato tradizionalmente nei termini spaziali, cioè i ricevitori nell'interfaccia sono spanti fuori attraverso una griglia degli ordinamenti e quando toccate qualcosa questa griglia dei ricevitori trasmette le informazioni sulla superficie al vostro cervello. Nel loro nuovo studio, Bensmaia, due ex studenti non laureati e uno studioso postdottorale nel suo laboratorio-Matthew la cosa migliore, Emily Mackevicius e Hannes Saal-ha trovato che l'interfaccia è egualmente altamente sensibile alle vibrazioni e che queste vibrazioni producono le oscillazioni corrispondenti nei afferents, o nervi, che portano le informazioni dai ricevitori al cervello. La sincronizzazione e la frequenza precise di queste risposte neurali trasportano i messaggi specifici circa tessitura al cervello, tanto come la frequenza delle vibrazioni sul timpano trasferisce le informazioni sul suono.

I neuroni comunicano attraverso i bit elettrici, simili a quei ed agli zeri digitali usati dai computer. Ma, Bensmaia ha detto, “una di grandi domande in neuroscienza è se è appena il numero dei bit che importa, o se la sequenza specifica dei bit a tempo egualmente svolge un ruolo. Che cosa mostriamo in questo documento è che la sequenza dei bit a tempo importa ed in effetti per alcuni dei ricevitori dell'interfaccia, gli argomenti della sincronizzazione con precisione di millisecondo.„

I ricercatori hanno saputo per anni che questi afferents rispondono alle vibrazioni dell'interfaccia, ma hanno studiato le loro risposte facendo uso di cosiddette onde sinusoidali, che sono reticoli regolari e ripetitivi. Queste vibrazioni perfettamente costanti possono essere prodotte in un laboratorio, ma i generi di vibrazioni prodotte nell'interfaccia toccando le superfici nel mondo reale sono sudici ed irregolari.

Per questo studio, Bensmaia ed il suo gruppo hanno utilizzato un motore vibratorio che può produrre tutta la vibrazione che complessa vogliono. Nel primo esperimento, hanno registrato le risposte afferenti a varie frequenze nei macachi del reso, di cui il sistema nervoso tattile somiglia molto attentamente agli esseri umani. Nella seconda parte, un gruppo di soggetti umani ha riferito come le simili o due frequenze particolari differenti hanno ritenuto quando una sonda fissata al motore ha toccato la loro interfaccia.

Quando il gruppo ha analizzato i dati registrati dai macachi del reso, hanno trovato che non solo il nervo hanno oscillato alla frequenza delle vibrazioni, ma potrebbero anche predire come i soggetti umani avrebbero percepito le vibrazioni basate sulle risposte di un neurone alle stesse frequenze nei macachi.

“In questo documento, abbiamo indicato che la sincronizzazione delle punte evocate tramite le vibrazioni naturalistiche importa, non appena per gli stimoli artificiali in laboratorio,„ Bensmaia ha detto. “È realmente vero per i generi di stimoli che avvertireste nella vita di tutti i giorni.„

Che cosa questo il mezzo è che dato certa tessitura, conosciamo la frequenza delle vibrazioni produrrà nell'interfaccia e successivamente nel nervo.

Cioè se conosceste la frequenza di seta come la vostra barretta la passa, potreste riprodurre la sensibilità stimolando i nervi con quella stessa frequenza senza mai toccare il fabbricato.

Ma questo studio fa parte appena della ricerca in corso per il gruppo di Bensmaia su come gli esseri umani comprendono il nostro tatto nei concetti più specializzati come tessitura, forma e moto.

I ricercatori potrebbero qualche giorno usare questo modello della sincronizzazione e la frequenza delle risposte afferenti per simulare la sensazione di tessitura per un amputato “ripetendo„ le vibrazioni prodotte in un arto artificiale mentre esplora una superficie strutturata elettricamente stimolando il nervo alle frequenze corrispondenti. Potrebbe anche essere usato per la rappresentazione tattile, o la produzione del tatto tattile di un oggetto virtuale su uno schermo attivabile al tatto (pensi trasformando il vostro iPad in un'unità per la lettura del Braille, o gestendo l'ambulatorio robot).

“Stiamo provando a sviluppare una teoria che cosa rende a tatto di cose il modo che ritengono,„ di Bensmaia abbiamo detto. “Questo è l'inizio di una storia che realmente sta andando cambiare il modo che la gente pensa al sistema somatosensoriale.„