科學家們詳細介紹了指尖對先前力的機械記憶如何影響指尖觸覺神經(jīng)元對所施加的力做出反應的活動。
這項研究今天作為eLife審閱的預印本發(fā)表，提供了編輯們所說的關(guān)于指尖粘彈性(其對施加力的時間依賴性機械響應)如何影響觸覺神經(jīng)元向大腦傳遞的信息的基本發(fā)現(xiàn)。
研究結(jié)果強調(diào)，這些神經(jīng)元不僅發(fā)出當前指尖力的信號，還發(fā)出指尖對先前載荷的粘彈性記憶的信號。有關(guān)皮膚最近物理狀態(tài)的觸覺信息可能有助于大腦制定準確的運動命令，以控制物體操作和觸覺任務中的手。
我們用手完成的日常任務，例如烹飪、清潔或抓取和運輸物體，需要精確且快速地反復向外部物體施加力。為了有效地完成這些任務，大腦依賴于觸覺神經(jīng)元提供的作用在指尖上的力的信息。然而，這些神經(jīng)元并不直接發(fā)出接觸力信號;相反，它們傳遞有關(guān)施加的力對皮膚造成的變形的信息。
“人類指尖的粘彈性意味著作用在指尖上的力引起的任何變形的持續(xù)時間都比力本身更長，”英國謝菲爾德大學心理學系高級講師、主要作者 Hannes Saal 解釋道。“因此，先前的力產(chǎn)生的殘余變形將影響指尖在受到新的力時的機械反應。然而，這種物理記憶在自然手部使用過程中對觸覺神經(jīng)元信號傳導的影響程度尚不清楚。”
為了研究這一點，薩爾和同事研究了當施加新的力時，先前的指尖力如何影響一級觸覺神經(jīng)元的反應。他們使用定制的機器人來模擬自然物體交互過程中通常遇到的力來刺激指尖。
他們使用插入人類志愿者周圍神經(jīng)的專門設計的電極記錄了近 200 個神經(jīng)元的脈沖反應。神經(jīng)元被分為快速適應 1 型 (FA-1)、慢速適應 1 型 (SA-1) 和慢速適應 2 型 (SA-2)。
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