Первая в своем роде механическая модель имитирует изгиб усов млекопитающих

Исследователи разработали новую механическую , которая имитирует изгибание усов внутри фолликула в ответ на внешнюю силу, открывая путь к лучшему пониманию того, как усы влияют на осязание млекопитающих. Ифу Луо и Митра Хартманн из Северо-Западного университета и их коллеги представляют эти результаты в журнале с открытым доступом. Вычислительная PLOS.


За исключением некоторых приматов, большинство млекопитающих используют усы, чтобы исследовать окружающую среду с помощью осязания. У усов нет датчиков по всей их длине, но когда внешняя сила изгибает ус, эта деформация распространяется на фолликул в основании уса, где усы толкают или тянут сенсорные , вызывая сигналы касания в нервной системе.

Несколько предыдущих исследований изучали, как усы деформируются внутри фолликулов, чтобы воздействовать на сенсорные клетки — механорецепторы — внутри. Чтобы лучше понять этот процесс, Луо и его коллеги использовали данные экспериментальных исследований фолликулов усов, чтобы создать первую механическую модель, способную имитировать деформацию усов внутри фолликулов.

Моделирование предполагает, что деформация усов внутри фолликулов, скорее всего, имеет S-образную форму, хотя будущие экспериментальные данные могут показать, что деформация имеет С-образную форму. Исследователи демонстрируют, что эти оценки формы можно использовать для прогнозирования того, как усы толкают и притягивают различные виды механорецепторов, расположенных в разных частях фолликула, влияя на сигналы касания, посылаемые в .

Новая модель применима как к пассивному прикосновению, так и к активному «взбиванию», когда животное использует , чтобы двигать усами. Моделирование предполагает, что во время активного взбивания системы усов усиливается за счет повышенного кровяного давления в фолликуле и повышенной жесткости фолликулярных мышц и тканевых структур.

«Приятно использовать моделирование, ограниченное анатомическими наблюдениями, чтобы получить представление о биологических процессах, которые нельзя измерить непосредственно экспериментально», — говорит Хартманн. «Работа также подчеркивает, насколько важна механика для понимания сенсорных сигналов, которые мозг эволюционировал для обработки».

Дальнейшие исследования потребуются для уточнения модели как в вычислительном отношении, так и путем включения новых экспериментальных данных.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments