Türünün ilk örneği olan mekanik model, memeli bıyıklarının bükülmesini simüle eder.
Araştırmacılar, bıyığın memelilerin dokunma hissine nasıl katkıda bulunduğunu daha iyi anlamanın yolunu açan, dış bir kuvvete tepki olarak bir folikül içinde bıyıkların nasıl büküldüğünü simüle eden yeni bir mekanik model geliştirdiler. Yifu Luo ve Mitra Hartmann kuzeybatı Üniversitesi ve meslektaşları bu bulguları açık erişim dergisinde sunuyor PLOS Hesaplamalı Biyoloji.
Bazı primatlar haricinde, çoğu memeli, çevrelerini dokunma duygusuyla keşfetmek için bıyık kullanır. Bıyıkların uzunlukları boyunca sensörleri yoktur, ancak bir dış kuvvet bir bıyığı büktüğünde, bu deformasyon bıyığın sensör hücrelerini ittiği veya çekip sinir sistemindeki dokunma sinyallerini tetiklediği bıyığın tabanındaki foliküle uzanır.
Daha önce çok az çalışma, bıyıkların foliküllerin içindeki sensör hücrelerine – mekanoreseptörlere – çarpmak için nasıl deforme olduğunu incelemiştir. Bu süreci daha iyi anlamak için Luo ve meslektaşları, foliküllerdeki bıyık deformasyonunu simüle edebilen ilk mekanik modeli oluşturmak için bıyık foliküllerinin deneysel çalışmalarından elde edilen verilerden yararlandılar.
Simülasyonlar, foliküllerdeki kıl deformasyonunun büyük olasılıkla “S” şeklinde meydana geldiğini öne sürüyor, ancak gelecekteki deneysel veriler deformasyonun “C” şeklinde olduğunu gösterebilir. Araştırmacılar, bu şekil tahminlerinin, beyne gönderilen dokunma sinyallerini etkileyerek, bıyıkların folikülün farklı bölümlerinde bulunan farklı türdeki mekanoreseptörleri nasıl itip çektiğini tahmin etmek için kullanılabileceğini gösteriyor.
Yeni model, bir hayvan bıyıklarını hareket ettirmek için kasları kullandığında hem pasif dokunuş hem de aktif “çırpma” için geçerlidir. Simülasyonlar, aktif çırpma sırasında, kıl sisteminin dokunsal hassasiyetinin, foliküldeki artan kan basıncı ve foliküler kas ve doku yapılarının artan sertliği ile arttığını göstermektedir.
Hartmann, “Deneysel olarak doğrudan ölçülemeyen biyolojik süreçler hakkında içgörüler elde etmek için anatomik gözlemlerle sınırlandırılmış simülasyonları kullanmak heyecan verici” diyor. “Çalışma ayrıca, beynin işlemek için evrimleştiği duyusal sinyalleri anlamak için mekaniğin ne kadar önemli olduğunun altını çiziyor.”
Modeli hem hesaplamalı olarak hem de yeni deneysel verileri dahil ederek iyileştirmek için gelecekteki araştırmalara ihtiyaç duyulacaktır.
Okuyun Bıyık Simülasyonu Memelilerin Gizemli Dokunma Duygusuna Yeni Bir Bakış Açıyor Bu araştırma hakkında daha fazla bilgi için.
Referans: Yifu Luo, Chris S. Bresee, John W. Rudnicki ve Mitra JZ Hartmann, “folikül içindeki vibrissa deformasyonuna ilişkin kısıtlamalar”, 1 Nisan 2021, PLOS Hesaplamalı Biyoloji.
DOI: 10.1371 / journal.pcbi.1007887
Finansman: Bu çalışma, NIH ödülü R01-NS093585 tarafından MJZH’ye desteklenmiştir. Fon verenlerin çalışma tasarımı, veri toplama ve analizi, yayınlama kararı veya makalenin hazırlanmasında hiçbir rolü yoktu.
scitechdaily.com
Source link