晶須模擬可以洞察哺乳動(dòng)物的觸覺
我們知道貓的如何做科普類視頻胡須很漂亮，但您甚至看不到很酷的部分。
晶須的底部負(fù)責(zé)將觸摸信號發(fā)送到大腦，它隱藏在毛囊中，毛囊是一個(gè)將晶須嵌入皮膚的深袋。由于晶須的這一部分被遮蓋了，因此準(zhǔn)確了解晶須如何將觸摸傳遞到大腦一直是一個(gè)謎。
在一項(xiàng)新的研究中，西北大學(xué)的一個(gè)跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了卵泡內(nèi)部晶須的第一個(gè)機(jī)械模擬。通過將他們的新模型與新的解剖學(xué)觀察相結(jié)合，研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)晶須接觸物體時(shí)，它們在卵泡內(nèi)形成“ S”形彎曲。通過彎曲成“ S”形，晶須推或拉傳感器單元，然后將觸摸信號發(fā)送到大腦。
這項(xiàng)研究將于2021年4月1日發(fā)表在《公共科學(xué)圖書館·計(jì)算生物學(xué)》(PLoS Computational Biology)上。
這些發(fā)現(xiàn)可以幫助研究人員預(yù)測晶須如何激活不同的感覺細(xì)胞，從而影響哪些信號被發(fā)送到大腦，并有助于更好地理解人的觸覺。
該研究的高級作者米歇爾·哈特曼(Mitra Hartmann)說：“晶須的觸發(fā)觸摸傳感器的部分隱藏在卵泡中，因此很難研究。” “你不能通過實(shí)驗(yàn)來測量這個(gè)過程，因?yàn)槿绻闱虚_卵泡，那么損害將改變晶須的固定方式。通過開發(fā)新的模擬，我們可以洞察無法直接通過實(shí)驗(yàn)測量的生物學(xué)過程。”
哈特曼(Hartmann)是西北大學(xué)麥考密克工程學(xué)院的生物醫(yī)學(xué)和醫(yī)學(xué)工程教授，也是機(jī)器人技術(shù)與生物系統(tǒng)中心的成員。該論文的第一作者是羅毅夫，博士。哈特曼實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生。合著者包括西北大學(xué)教授約翰·魯?shù)履峄?John Rudnicki)和前西北大學(xué)博士學(xué)位的克里斯·布雷西(Chris Bresee)?，F(xiàn)在是加州大學(xué)戴維斯分校的博士后研究員的學(xué)生。
大多數(shù)動(dòng)物" target="_blank">哺乳動(dòng)物使用胡須以觸覺來探索環(huán)境。類似于人的頭發(fā)，胡須在其長度上沒有傳感器。相反，它們的所有傳感器都位于毛囊的底部。當(dāng)外力使晶須彎曲時(shí)，該變形會(huì)沿著晶須延伸到卵泡中，從而觸發(fā)傳感器細(xì)胞。
很少有先前的研究檢查過晶須如何在卵泡內(nèi)變形以使其與傳感器細(xì)胞接觸。為了更好地理解這一過程，Hartmann的團(tuán)隊(duì)借鑒了晶須卵泡實(shí)驗(yàn)研究的數(shù)據(jù)。
除了找到標(biāo)志性的“ S”形彎曲外，西北團(tuán)隊(duì)還確定這種彎曲輪廓很可能相似，無論動(dòng)物是用胡須主動(dòng)接觸物體還是外部物體被動(dòng)接觸。
羅說：“我們的模型證明了被動(dòng)接觸和主動(dòng)攪拌之間晶須變形曲線的一致性。” “換句話說，當(dāng)晶須在兩種情況下朝相同方向偏轉(zhuǎn)時(shí)，同一組感覺細(xì)胞將做出反應(yīng)。這一結(jié)果表明，可以在麻醉的動(dòng)物中進(jìn)行某些類型的研究主動(dòng)晶須的實(shí)驗(yàn)。”
盡管該模型基于從大鼠收集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但Hartmann相信他們的發(fā)現(xiàn)可能會(huì)適用于所有哺乳動(dòng)物。除了更多地了解我們的毛茸茸的朋友，這項(xiàng)工作還可以為人類的觸覺提供新的見解。
哈特曼說：“觸摸感幾乎對我們在世界上所做的每一件事都至關(guān)重要，但是很難用手來學(xué)習(xí)觸摸?！?“晶須提供了簡化的模型，以了解觸摸的復(fù)雜，神秘的本質(zhì)?！?/p>
標(biāo)簽： 晶須模擬 哺乳動(dòng)物
