晶須模擬可以洞察哺乳動物的觸覺
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。
晶須的底部負責將觸摸信號發(fā)送到大腦，它隱藏在毛囊中，毛囊是一個將晶須嵌入皮膚的深袋。由于晶須的這一部分被遮蓋了，因此準確了解晶須如何將觸摸傳遞到大腦一直是一個謎。
在一項新的研究中，西北大學的一個跨學科研究團隊開發(fā)了卵泡內(nèi)部晶須的第一個機械模擬。通過將他們的新模型與新的解剖學觀察相結(jié)合，研究人員發(fā)現(xiàn)，當晶須接觸物體時，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。
這項研究將于2021年4月1日發(fā)表在《公共科學圖書館·計算生物學》(PLoS Computational Biology)上。
這些發(fā)現(xiàn)可以幫助研究人員預測晶須如何激活不同的感覺細胞，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?！?“你不能通過實驗來測量這個過程，因為如果你切開卵泡，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驗測量的生物學過程?！?/p>
哈特曼(Hartmann)是西北大學麥考密克工程學院的生物醫(yī)學和醫(yī)學工程教授，也是機器人技術與生物系統(tǒng)中心的成員。該論文的第一作者是羅毅夫，博士。哈特曼實驗室的學生。合著者包括西北大學教授約翰·魯?shù)履峄?John Rudnicki)和前西北大學博士學位的克里斯·布雷西(Chris Bresee)?，F(xiàn)在是加州大學戴維斯分校的博士后研究員的學生。
大多數(shù)動物" target="_blank">哺乳動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。當外力使晶須彎曲時，該變形會沿著晶須延伸到卵泡中，從而觸發(fā)傳感器細胞。
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胞接觸。為了更好地理解這一過程，Hartmann的團隊借鑒了晶須卵泡實驗研究的數(shù)據(jù)。
除了找到標志性的“ S”形彎曲外，西北團隊還確定這種彎曲輪廓很可能相似，無論動物是用胡須主動接觸物體還是外部物體被動接觸。
羅說：“我們的模型證明了被動接觸和主動攪拌之間晶須變形曲線的一致性?！?“換句話說，當晶須在兩種情況下朝相同方向偏轉(zhuǎn)時，同一組感覺細胞將做出反應。這一結(jié)果表明，可以在麻醉的動物中進行某些類型的研究主動晶須的實驗。”
盡管該模型基于從大鼠收集的實驗數(shù)據(jù)，但Hartmann相信他們的發(fā)現(xiàn)可能會適用于所有哺乳動物。除了更多地了解我們的毛茸茸的朋友，這項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重要，但是很難用手來學習觸摸?！?“晶須提供了簡化的模型，以了解觸摸的復雜，神秘的本質(zhì)。”
標簽： 晶須模擬 哺乳動物
