我们的身体如何“听到”振动

我们都知道手机振动的感觉在我们的手宣布一个来电。如果我们认为这些振动所以很明显,这是由于特殊的受体,转换成神经信号发送到我们的大脑。但后者编码它们的物理特征如何?要理解这一点,日内瓦大学的神经学家(UNIGE)观察到的老鼠的大脑中发生了什么,其脚掌的感知振动。他们发现,躯体感觉皮质神经元被激活的方式类似于sound-reactive听觉皮层。这些结果发表在《自然》杂志上,表明,感觉手机震动或听到它响最终是基于相同的大脑代码。

如果你在办公桌上放一杯水,你可以看到在其表面形成的同心振荡运动的小运动附近发生。这些振动是由振动引起的传播通过地板上,桌子、玻璃和其他固体表面。这些振动也是重要的感官刺激,我们用来检测,例如,一个接近火车或识别熟悉的步骤我们办公室的邻居。“我们生活周围振动中极其重要的我们如何感知世界,”解释的丹尼尔·胡贝尔基本UNIGE医学院神经科学,他领导了这项工作。“我们想知道大脑如何感知和代表他们。”

频率和振幅的组合

使用双光子显微镜,丹尼尔·休伯的团队可视化数以百计的神经元的活动在一个老鼠的躯体感觉皮质不同频率的振动传递给它的前爪。像在听觉皮层,单个神经元选择性地调整:他们强烈回应一些频率,那么他人。«事实证明这些神经元优先调到特定的频率和振幅,这此组合对应鼠标实际感知。换句话说,鼠标无法区分高频与低频振动的低振幅振动振幅更高,”解释了马里奥相识,胡伯博士的研究团队和研究报告的第一作者。“这是听觉系统中检测到相同的心理声学的影响,认为音高的声音频率和响度变化。”Thus, despite the fact that sounds - which travel through the air - and vibrations - which are transmitted through solid matter - are processed by different sensory channels, they are both perceived and encoded similarly in the brain.

一切都通过帕西尼氏小体

在第二个步骤中,研究人员试图确定躯体感觉刺激的起源涉及通过执行详细的组织学分析鼠前肢的帕西尼氏小体。帕西尼氏小体被转导高频振动在哺乳动物和人口表示在灵长类动物的真皮的指尖。“出人意料的是,我们发现,老鼠大脑中的振动响应来自帕西尼氏小体位于前臂骨骼,而他们完全没有爪子的皮肤,”杰拉尔丁Cuenu解释说,一个学生在神经科学UNIGE硕士项目,负责中国的详细分析。使用光遗传学,科学家们证实皮质反应之间的联系和机械的特定配置的前肢。

听证制度的祖先吗?

有没有可能沿着骨头振动机械的特定分布的前肢充当“倾听”振动的地震仪吗?振动刺激确实是使用大量的生物交流通过植物、树枝和其它固体基质。“我们的发现可能揭示一种古老的感觉通道的存在,这可能是一个进化的前兆听证会,“总结马里奥相识。这有点退化,但高度敏感的形态也可以解释我们如何能够识别微妙的线索与即将到来的自然灾害,或者为什么建设或交通原因滋扰即使听不清。

这篇文章被转载材料提供的瑞士日内瓦大学。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。

参考:相识,M。Morandell, K。Cuenu, G。&胡贝尔,d . (2019)。Feature-selective编码基板振动的前肢躯体感觉皮质。自然,567 (7748),384。https://doi.org/10.1038/s41586 - 019 - 1015 - 8