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As vibrações da pele transportam a informação ao cérebro muito a mesma maneira que o sistema auditivo

Quando você anda em uma sala escurecida, seu primeiro instinto é sentir ao redor para um interruptor da luz. Você desliza sua mão ao longo da parede, sentindo a transição do doorframe ao drywall pintado, e então para cima e para baixo até que você encontre a placa do metal ou do plástico do interruptor. Durante o processo você usa seu sentido de toque revelar uma imagem em sua mente da superfície da parede e fazer uma suposição melhor para onde o interruptor esteja.

Sliman Bensmaia, PhD, professor adjunto da biologia organismal e anatomia na Universidade de Chicago, estudos a base neural da percepção tátil, ou como nossas mãos transportam esta informação ao cérebro. Em um estudo novo publicado no jornal da neurociência, e seus colegas encontraram que o sincronismo e a freqüência das vibrações produziram na pele quando você executa suas mãos ao longo de uma superfície, como a pesquisa de uma parede por um interruptor da luz, jogos um papel importante em como nós usamos nosso sentido de toque recolher a informação sobre os objetos e as superfícies em torno de nós.

O sentido de toque foi pensado tradicional em termos espaciais, isto é os receptors na pele são espalhados para fora através de uma grade dos tipos, e quando você toca em algo esta grade dos receptors transmite a informação sobre a superfície a seu cérebro. Em seu estudo novo, Bensmaia, dois universitários anteriores, e um erudito pos-doctoral em seu laboratório-Matthew melhor, Emily Mackevicius e Hannes Saal-encontrou que a pele é igualmente altamente sensível às vibrações, e que estas vibrações produzem oscilações correspondentes nos afferents, ou os nervos, que levam a informação dos receptors ao cérebro. O sincronismo e a freqüência precisos destas respostas neurais transportam mensagens específicas sobre a textura ao cérebro, bem como a freqüência das vibrações no tímpano transportam a informação sobre o som.

Os neurônios comunicam-se através dos bits elétricos, similares a esses e aos zero digitais usados por computadores. Mas, Bensmaia disse, “uma das perguntas grandes na neurociência é se é apenas o número de bits que importa, ou se a seqüência específica dos bits a tempo igualmente joga um papel. O que nós mostramos neste papel é que a seqüência dos bits a tempo importa, e de facto para alguns dos receptors da pele, as matérias do sincronismo com precisão do milissegundo.”

Os pesquisadores souberam por anos que estes afferents respondem às vibrações da pele, mas estudaram suas respostas usando as ondas sinusoidaas assim chamadas, que são testes padrões lisos, repetitivos. Estas vibrações perfeitamente uniformes podem ser produzidas em um laboratório, mas os tipos das vibrações produzidas na pele tocando superfícies no mundo real são desarrumado e erráticos.

Para este estudo, Bensmaia e sua equipe usaram um motor vibratório que pudesse produzir toda a vibração que complexa quiserem. Na primeira experiência, gravaram respostas aferentes a uma variedade de freqüências nos macaques do rhesus, cujo o sistema nervoso tátil se assemelha pròxima a seres humanos. Na segunda parte, um grupo de assuntos humanos relatou como duas as freqüências particulares similares ou diferentes sentiram quando uma ponta de prova anexada ao motor tocou em sua pele.

Quando a equipe analisou os dados gravados dos macaques do rhesus, encontraram que que fizeram não somente o nervo oscile na freqüência das vibrações, mas poderiam igualmente prever como os assuntos humanos perceberiam as vibrações baseadas nas respostas neuronal às mesmas freqüências nos macaques.

“Neste papel, nós mostramos que o sincronismo dos pontos evocados por vibrações naturalistas importa, não apenas para estímulos artificiais no laboratório,” Bensmaia disse. “É realmente verdadeiro para os tipos dos estímulos que você experiência na vida quotidiana.”

O que este os meios são que dado alguma textura, nós conhecemos a freqüência das vibrações produzirá na pele, e subseqüentemente no nervo.

Ou seja se você conheceu a freqüência da seda como seu dedo passa sobre ele, você poderia reproduzir o sentimento estimulando os nervos com essa mesma freqüência sem nunca tocar na tela.

Mas este estudo é apenas parte de pesquisa em curso para a equipe de Bensmaia sobre como os seres humanos incorporam nosso sentido de toque em uns conceitos mais sofisticados como a textura, a forma, e o movimento.

Os pesquisadores poderiam um dia usar este modelo do sincronismo e freqüência de respostas aferentes para simular a sensação da textura para um amputado “replaying” as vibrações produzidas em um membro artificial enquanto explora uma superfície textured electricamente estimulando o nervo nas freqüências correspondentes. Poderia igualmente ser usado para a rendição haptic, ou a produção da sensação tátil de um objeto virtual em um écran sensível (pense transformando seu iPad em um dispositivo para ler o braile, ou controlando a cirurgia robótico).

“Nós estamos tentando construir uma teoria o que faça a sensação das coisas a maneira que sente,” de Bensmaia dissemos. “Este é o começo de uma história que esteja indo realmente mudar a maneira que os povos pensam sobre o sistema somatosensory.”