进入毛囊不雅观察髯毛的底部会滋扰全体设置,因此一项新的研究首次探索了髯毛传感事情事理的机器仿照。
结合对老鼠的一些解剖学不雅观察,仿照显示,触碰髯毛时,髯毛底部会变成一个“S”形,然后这个“S”形会推动和拉动某些传感器细胞,见告大脑发生了什么。
触须中触发触觉传感器的部分隐蔽在毛囊内,因此研究起来非常困难。通过开拓新的仿照,我们可以深入理解无法通过实验直接丈量的生物过程。虽然这个模型只是现实的简化版本,而且只利用了从提取的老鼠髯毛中获取的有限数据集,但它还是让科学家们对髯毛如何被用来感知周围环境有了一些有益的见地。
这项研究须要来自各种科学领域的专业知识,包括神经科学和连续介质力学。力学模型的一部分涉及到梁理论的运用,梁理论在工程和地质学中常常被用来打算波折材料或全体板块如何相互浸染。
从研究中得到的晶须变形曲线
在这里,光束理论运用于晶须和它的毛囊的相互浸染。研究小组创造,晶须形状的变革——在许多方面“只是一个可变形的光束与弹簧相互浸染”——很可能是相同的,无论它是主动地挤压某物还是被动地被其他东西碰到的,我们的模型展示了被动触摸和主动触摸之间触须形变曲线的同等性。换句话说,在这两种情形下,当晶须向同一方向偏转时,同一组觉得细胞会作出反应。这一结果表明,可以在麻醉动物中进行某些类型的实验来研究主动搅拌。
虽然这项研究只是从实际生物学不雅观察的角度来不雅观察老鼠,但科学家们认为这些创造在一定程度上适用于所有长着髯毛的哺乳动物,只管在这个过程中可能也存在差异——例如,老鼠利用髯毛的频率远远高于猫。
更主要的是,这项研究还可以为机器人中人工晶须的发展供应参考。髯毛可以作为动物周围事物的精确调谐探测器,在一定的频率范围内事情,这是一个可以复制的有用框架。
但研究小组认为,对人的触觉的研究也将从该研究中受益。 关于我们如何通过这种分外的办法与天下互动还有更多的创造,而晶须产生的“ S”形波折可被视为理解它的一种新方法。
触觉对我们在这个天下上所做的险些所有事情都非常主要,然而用手来研究触觉是非常困难的。髯毛供应了一个简化的模型来理解繁芜而神秘的触觉实质。
这项研究揭橥在《公共科学图书馆打算生物学》上。