Nové poznatky o tom, jak se ohýbání štětin promítá do senzorických dotykových signálů

První mechanický model svého druhu simuluje ohýbání savčích štětin.

Vědci vyvinuli nový mechanický model, který simuluje, jak se knír ohýbá uvnitř folikulu v reakci na vnější sílu, a připravuje tak cestu pro lepší pochopení kníru přispívajícího k dotyku savců. Jaffa Lowe a Mitra Hartman m Northwestern University A kolegové prezentují tato zjištění v časopise Open Access PLOS výpočetní biologie.

S výjimkou několika primátů používá většina savců štětiny, aby prozkoumala své prostředí prostřednictvím dotyku. Štětiny nemají podél sebe žádné senzory, ale když vnější síla ohne štětinu, tato deformace se rozšíří do folikulu ve spodní části štětin, kde štětiny tlačí nebo táhnou buňky senzoru a aktivují kontaktní signály v nervovém systému.

Několik předchozích studií zkoumalo, jak jsou štětiny zkresleny ve folikulích, aby poškodily senzorové buňky – mechanické receptory – uvnitř nich. Abychom tomuto procesu lépe porozuměli, provedli Luo a kolegové data z experimentálních studií folikulů s kníry, aby vytvořili první mechanický model schopný simulovat deformaci knírek ve folikulích.

Model knír

Mechanika je klíčem k dotyku štětin. Když je falešný rozptýlen, jeho deformační profil ve folikulu určuje aktivitu různých skupin mechanických receptorů. Uznání: Northwestern University / Nadina Zweifel

Simulace ukazují, že deformace kníru ve folikulech se s největší pravděpodobností vyskytuje ve tvaru „S“, i když budoucí experimentální data mohou ukázat, že deformace je ve tvaru „C“. Vědci ukazují, že tyto odhady tvaru lze použít k předpovědi toho, jak knír tlačí a táhne různé typy receptorové mechaniky umístěné v různých částech folikulu, což ovlivňuje dotykové signály odeslané do mozku.

Nový model se týká pasivního dotyku i aktivního “dehtu”, když zvíře používá svaly k pohybu knírem. Simulace naznačují, že během aktivního bičování je hmatová citlivost štětinového systému zvýšena zvýšeným krevním tlakem ve folikulu a zvýšenou ztuhlostí folikulárních svalových struktur a tkání.

„Je vzrušující používat simulace, omezené anatomickými pozorováními, k získání vhledu do biologických procesů, které nelze přímo měřit v experimentech,“ říká Hartman. „Práce také zdůrazňuje, jak důležitá je mechanika pro porozumění smyslovým signálům, které mozek vyvinul pro zpracování.“

Pro zdokonalení modelu bude zapotřebí budoucího výzkumu, a to jak výpočetně, tak integrací nových experimentálních dat.

Přečtěte si simulaci knírků, která poskytuje nový pohled na tajemný pocit dotyku savců, kde získáte další informace o této studii.

Odkaz: „Omezení vibračního zkreslení ve folikulu“, autor: Yifu Luo, Chris S. Bresee, John W. Rudnicki a Mitra JZ Hartmann, 1. dubna 2021, PLOS výpočetní biologie.
DOI: 10,1371 / journal.pcbi.1007887

Financování: Tato práce byla podpořena cenou NIH Award R01-NS093585 pro MJZH. Financující subjekty neměly žádnou roli při plánování výzkumu, shromažďování a analýze dat, rozhodování o publikování nebo přípravě rukopisu.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Nástroj Nový nástroj určený k podpoře vývoje a vývoje automobilových vozidel

Schematický vnitřní provoz elektrod v palivovém článku և kapacita základních parametrů. Půjčka:Heinz a kol., 2021: Široké používání tradičních vozidel na vodíkový pohon nad tradičními...

Identifikace velmi počátečních kroků, které vedou k rozvoji rakoviny

Konfokální mikrofotografie tenkého střeva myši pomocí technologie Red2Onco. S Red2Onco můžete označit onkogenní mutantní klony (červené klony) a běžné nebo divoké klony (žluté...

Neandertálci a raná moderní lidská kultura koexistovali vedle starších tradic již více než 100 000 let

Výzkum Fakulty antropologie a ochrany na University of Kent zjistil, že jedna z prvních kultur kamenných nástrojů známá jako Acheulean trvala pravděpodobně o desítky...

Snadná věda: co jsou sterilní neutrina?

Sterilní neutrina jsou speciální typ neutrin, který byl navržen k vysvětlení některých neočekávaných experimentálních výsledků, ale nakonec nebyl objeven. Vědci je hledají v...

Newsletter

Subscribe to stay updated.