Istra\u017eiva\u010di su prije vjerovali da su pojedina\u010dni neuroni primarno osjetljivi na dodir uredno reagirali na odre\u0111ene vrste dodira. Sada studija Sveu\u010dili\u0161ta Northwestern otkriva da neuroni osjetljivi na dodir komuniciraju dodir na mnogo neuredniji i zbrkaniji na\u010din.<\/p>\n\n\n\n
U istra\u017eivanju je tim razvio novu tehniku \u200b\u200bza poticanje brkova \u0161takora u tri dimenzije, istovremeno bilje\u017ee\u0107i prve reakcije neurona osjetljivih na dodir u mozgu \u0161takora. Znanstvenici su otkrili da su, umjesto da reagiraju na razli\u010dite vrste dodira, ti neuroni – koji su prvi primili signale ranog dodira – reagirali na mnoge vrste dodira i u razli\u010ditom stupnju.<\/p>\n\n\n\n
Istra\u017eivanje je danas objavljeno na internetu u Zborniku Nacionalne akademije znanosti.<\/p>\n\n\n\n
“Mnogi su ljudi mislili da je svaki neuron vrlo precizno pode\u0161en za neki aspekt podra\u017eaja dodira”, rekla je Mitra Hartmann iz Northwesterna, jedna od vi\u0161ih autorica studije. “To uop\u0107e nismo otkrili. Neki neuroni reagiraju vi\u0161e od drugih na neke zna\u010dajke podra\u017eaja, pa postoji odre\u0111eni stupanj uga\u0111anja. Ali ti neuroni reagiraju na mnoge kombinacije razli\u010ditih sila i zakretnih momenata primijenjenih na brk.”<\/p>\n\n\n\n
“Kada smo uspore\u0111ivali sve zabilje\u017eene neurone, otkrili smo da su se podra\u017eaji na koje su reagirali preklapali jedan s drugim, ali ne savr\u0161eno”, dodao je Nicholas Bush, prvi autor rada. “Sli\u010dno je slikarevoj paleti: O\u010dekivali smo da \u0107emo prona\u0107i pregr\u0161t “primarnih boja”, gdje bi neuron mogao biti jedan od nekoliko razli\u010ditih tipova. Ali otkrili smo da je “paleta” ve\u0107 pomije\u0161ana. Svaki neuron bio je malo druga\u010diji od svih ostalih, ali zajedno su pokrili cijeli spektar.”<\/p>\n\n\n\n
Samo \u010detkom brkova \u0161takori mogu izvu\u0107i detaljne informacije iz svog okru\u017eenja, uklju\u010duju\u0107i udaljenost objekta, orijentaciju, oblik i teksturu. Ova izuzetna sposobnost \u010dini osjetilni sustav \u0161takora idealnim za prou\u010davanje odnosa izme\u0111u mehanike (pokretni brk) i osjetilnog ulaza (signali dodira koji se \u0161alju u mozak). No, unato\u010d popularnosti kori\u0161tenja sustava brkova za istra\u017eivanje misterije dodira, ostaju mnoga neodgovorena pitanja.<\/p>\n\n\n\n
Iako su velike regije mozga posve\u0107ene obradi signala dodira, broj primarnih osjetnih neurona koji prvi prikupljaju taktilne informacije relativno je mali i malo se razumije. “Postoji “usko grlo informacija””, rekao je Bush. “\u017deljeli smo znati kako su neuroni koji osje\u0107aju dodir sposobni usvojiti i predstaviti slo\u017eene informacije unato\u010d ovom uskom grlu.”<\/p>\n\n\n\n
Dok su prethodne studije istra\u017eivale kako neuroni reagiraju na stimulirani br\u010di\u0107, te studije nisu mogle realno replicirati prirodni dodir. U mnogim studijama, na primjer, istra\u017eiva\u010di su o\u0161i\u0161ali brk anesteziranog \u0161takora na otprilike centimetar duljine, a zatim su precizno pomicali brkove naprijed -natrag, mikrometre odjednom.<\/p>\n\n\n\n
“Ovo nimalo ne obuhva\u0107a punu fleksibilnost br\u010di\u0107a”, rekao je Hartmann. “Nije kako bi se \u0161takor kretao u prirodnom okru\u017eenju. To je precizna stimulacija, koja daje precizan odgovor, ali je previ\u0161e ograni\u010dena i pojednostavljena.”<\/p>\n\n\n\n
U studiji Northwestern-a, me\u0111utim, istra\u017eiva\u010di su ostavili brk netaknut i ru\u010dno ga stimulirali kroz opse\u017ean raspon pokreta, smjerova, brzina i sila, gore-dolje cijelom du\u017einom brka. Koriste\u0107i implantirane elektrode za mjerenje elektri\u010dne aktivnosti neurona koji su primili signale dodira, istra\u017eiva\u010di su kvantificirali kako su ti neuroni reagirali na \u0161irok raspon mehani\u010dkih signala, mnogo bli\u017ee onome \u0161to bi pravi \u0161takor do\u017eivio u svom prirodnom okru\u017eenju. U kona\u010dnici, otkrili su da su svi neuroni reagirali – iako neki vi\u0161e od drugih – na sve razli\u010dite vrste podra\u017eaja.<\/p>\n\n\n\n
“Ovo otkri\u0107e sugerira da osjet dodira mo\u017ee biti sposoban za vrlo slo\u017eene taktilne podvige jer ne odbacuje niti filtrira mnogo informacija u toj prvoj fazi senzornog stjecanja prije nego \u0161to informacije do\u0111u do vi\u0161ih centara za obradu u mozgu”, rekao je Bush. “Umjesto toga, ti rani osjetni neuroni prenose visoku vjernost – ali “zbrkanu\/neurednu” – reprezentaciju informacija. Mozak mora biti, i o\u010dito je, sposoban razvrstati zbrku i povezati je sa svim ostalim dostupnim informacijama za tuma\u010denje osje\u0107aja dodira.”<\/p>\n\n\n\n
Zatim, Hartmann i njezin tim planiraju kombinirati ovaj novi nalaz s WHISKiT-om, prvom 3D simulacijom sustava brkova \u0161takora, koja je nedavno razvijena u njezinu laboratoriju.<\/p>\n\n\n\n
“Mo\u017eemo upotrijebiti model WHISKiT za simulaciju mehani\u010dkih signala koji \u0107e se pojaviti tijekom prirodnog pona\u0161anja, a zatim simulirati kako bi populacija neurona odgovorila na te mehani\u010dke signale”, rekao je Hartmann. “Scenariji simulacije temeljit \u0107e se na rezultatima koje smo otkrili u ovoj najnovijoj studiji.”<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Istra\u017eiva\u010di su prije vjerovali da su pojedina\u010dni neuroni primarno osjetljivi na dodir uredno reagirali na odre\u0111ene vrste dodira. Sada studija Sveu\u010dili\u0161ta Northwestern otkriva da neuroni osjetljivi na dodir komuniciraju dodir na mnogo neuredniji i zbrkaniji na\u010din. U istra\u017eivanju je tim razvio novu tehniku \u200b\u200bza poticanje brkova \u0161takora u tri dimenzije, istovremeno bilje\u017ee\u0107i prve reakcije neurona […]<\/p>\n","protected":false},"author":10022,"featured_media":21060822,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_lmt_disableupdate":"","_lmt_disable":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[22820,17385,22822],"class_list":["post-21060816","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-znanost","tag-dodir","tag-neuroni","tag-osjetljivost-neurona"],"modified_by":null,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21060816","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10022"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21060816"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21060816\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/media\/21060822"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21060816"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21060816"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21060816"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}