老鼠的秘密触摸感？ 这一切都在晶须弯曲的情况下

老鼠，猫和许多其他哺乳动物有胡须，它们通常使用它来感知他们的周围环境，类似于触感的感觉。但科学家们尚未精确确定晶须传达这种触摸感的手段。现在，西北大学的跨学科团队提出了一个新的模型，以帮助预测大鼠＆＃39; S晶须的晶须激活不同的感官细胞，这只是在Plos计算生物学中发表的一篇新的论文。这样的工作可能有一天能使科学家能够将人造晶须作为机器人中的触觉传感器构建，以及人类触摸的进一步光线。

＆＃34;触感感非常重要，几乎我们在世界上所做的一切，但很难使用手，＆＃34;在西北部的生物医学工程师和生物系统和生物系统中心的生物医学工程师表示联合作者Mitra Hartmann。 ＆＃34;胡须提供简化模型，以了解触​​摸的复杂性，神秘的性质。＆＃34;

为什么为什么在哺乳动物中学习晶须（vibrissae）的历史悠久：老鼠，猫，树松鼠，海牛肉，港口海豹，海獭，杆猫，泼妇，侦探犬，海狮和裸体鼹鼠 - 根据各种先前的研究， - 所有分享相似的基本晶须解剖结构。目前的研究重点是大鼠。大鼠有大约30个大晶须和数十个较小的晶须，一部分复杂的＆＃34;扫描感觉传感器系统＆＃34;这使得RAT能够以纹理分析，用于路径查找，模式识别和对象位置的主动触摸，仅通过扫描地形，执行如纹理分析，用于路径查找，模式识别和对象位置。

从技术上讲，晶须只是头发，一系列死角蛋白细胞，就像人的头发一样。它＆＃39;它们＆＃39;重新附加到它，使它们与人的指尖一样敏感。将每只鼠晶须插入连接到A＆＃34的卵泡中;桶＆＃34;由多达4,000密集包装的神经元组成。它们一起形成一个电网或数组，用作地形＆＃34;地图，＆＃34;讲述鼠标＆＃39; s大脑究竟存在什么样物，在他们的直接环境中发生了哪些运动。所有这些桶又连接在一起成为一种神经网络，因此大鼠对其环境进行多维提示。

2003年，Hartmann和几个合作者发现了大鼠＆＃39; s晶须在某些频率下共鸣。它与竖琴或钢琴串相同的原理。鼻子附近的大鼠越短，再加上较长的晶须，使他们能够创建一种＆＃34;频率地图＆＃34;通过整个地方戳他们的鼻子。单个晶须的行为很像单管齐全的音叉。把它们全部放在一起，大鼠可以感测尺寸，位置，物体边缘，甚至纹理的微小变化，相对于其小啮齿动物身体。例如，非常精细的纹理将在高频晶须中设置比在低频晶须中的更强的振动。

随着它在地形上移动，大鼠不断用晶须扫描周围环境（称为＆＃34;搅拌＆＃34;），每秒迅速扫过五到12次。当晶须击中物体时，它在其卵泡中弯曲，并且这会从大脑上脱离电气冲击，使得大鼠能够确定每个晶须移动的方向和多远。在大鼠皮质脉冲中的某些神经元在非常精确的频率下，并且这些脉冲连续向丘脑发送，这与传入的晶须信号进行比较。那个＆＃39;动物如何形成一个＆＃34;图像＆＃34;世界周围的世界。

Hartmann和她的同事想了解更多关于这种复杂的传感系统如何响应不同的外部刺激，特别是在主动搅拌期间。然而，＆＃34;实验衡量体内的这种相互作用，＆＃34;作者写道。因此，他们决定创建卵泡窦复合体的机械模型，以模拟卵泡内的变形。

＆＃34;触发触摸传感器的晶须的一部分隐藏在卵泡内，所以＆＃39;非常难以研究，＆＃34;哈特曼说。 ＆＃34;你可以通过实验测量这个过程，因为如果切片打开卵泡，那么损坏会改变晶须的举行方式。通过开发新的模拟，我们可以进入无法通过实验直接测量的生物过程中的见解。＆＃34;

建立他们的模型，Hartmann等人。部分依赖于2015年的大鼠晶须研究的数据，测量组织位移，以响应于容纳在培养皿中的晶须的晶须的偏转。虽然这个早期的实验仅关注整个晶圆囊窦复杂的小区域，但结果数据仍然给了西北团队一个有用的起点。

该团队最终以类似于羽毛窦复合物中晶须位移的光束和春季模型。晶须和卵罩壁用作梁，其中卵囊壁内的组织分布代表在不同位置的四个内弹簧内。在卵泡外的结缔组织和肌肉在卵泡的顶部和底部的两个外弹簧用作两个外弹簧，具有远处的面部组织和诸如模型中刚性地的相邻卵泡。

Hartmann等人。发现大鼠晶须最有可能弯曲在A＆＃34; S＆＃34;触摸物体时卵泡内的形状。然后这种弯曲然后推动或拉动传感器单元，触发它们向大脑发送触摸信号。相同的弯曲轮廓导致无论晶须刷是否对象或外部触摸。既有固有肌肉收缩和血压的增加都可以提高系统的触觉敏感性。

作者承认这是一个简化的模型，专注于一次一个卵泡的偏转，但他们希望将来模拟多个晶须的同时偏转。即使是简化的模型也对未来的研究具有有趣的影响。

＆＃34;我们的模型在被动触摸和主动搅拌之间的晶须变形配置文件中展示了一致性，＆＃34;在Hartmann＆＃39; L实验室联合作者Yifu Luo。 ＆＃34;换句话说，当在两个条件下晶须在相同方向上偏转时，相同组的感觉细胞将响应。该结果表明，一些研究活跃的搅拌器的某些类型的实验可以在麻醉的动物中进行。＆＃34;