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PNAS:大脑是如何感知纹理的?

来源:本站原创 2019-02-15 17:09

2019年2月15日 讯 /生物谷BIOON/ --我们的手和指尖对纹理非常敏感。我们可以很容易地区分粗砂纸和光滑玻璃,但我们也在各种各样的纹理上获得更微妙的差异,例如丝绸的光滑光泽或柔软的棉花。

纹理的信息从皮肤中的传感器和神经传递到大脑躯体感觉皮层,即负责解释触觉的大脑部分。芝加哥大学神经科学家的新研究表明,由于每个人对表面的各种特征的反应都不同,因而能够在大脑中创建高维度的纹理图谱。


(图片来源: Matt Wood, UChicago)

该研究发表在本周的《PNAS》杂志上。 文章作者Bensmaia这一领域的领先专家。在2013年发表在PNAS的一项研究中,他的实验室展示了不同种类的神经纤维如何对纹理的不同方面做出反应。有些神经主要对粗糙纹理的空间元素做出反应,比如盲文字母,凸起压在皮肤上时形成图案以及人们对皮肤摩擦纹理时产生的振动做出反应。

在这项研究中,Bensmaia和他的同事使用了一个旋转鼓,上面覆盖着各种粗细纹理的条纹,如砂纸,织物和塑料。然后利用Rhesus猕猴的指尖进行测试,之后研究人员记录了神经中的反应。

新数据显示,神经元以非常特殊的方式对纹理的不同元素做出反应。一些神经元响应纹理的粗糙特征。其他神经元对精细特征,皮肤上的某些压痕图案或其间的任何数量的组合作出反应。 Bensmaia和Lieber确定了至少20种不同的反应模式。

“其中一些映射到我们理解的东西上,如粗糙度或纹理的空间图案,”Bensmaia说。 “但随后它变成了皮肤振动与皮肤变形模式相结合的组合,这些组合是抽象的,有点难以描述。”(生物谷Bioon.com)

资讯出处:How the brain responds to texture

原始出处:Justin D. Lieber, Sliman J. Bensmaia. High-dimensional representation of texture in somatosensory cortex of primates. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019; 201818501 DOI: 10.1073/pnas.1818501116

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