Моделирование вибрисс раскрывает механизм осязания у млекопитающих

Ключевая часть вибриссы (усов), отвечающая за передачу тактильных сигналов в мозг, скрыта внутри фолликула. Это долгое время затрудняло понимание точного механизма передачи.

В новом исследовании междисциплинарная команда из Северо-Западного университета создала первую механическую модель вибриссы внутри фолликула. Сочетая её с новыми анатомическими наблюдениями, учёные обнаружили, что при касании объекта вибрисса изгибается внутри фолликула в форме буквы «S». Этот изгиб толкает или тянет сенсорные клетки, которые затем отправляют сигналы осязания в мозг.

Исследование будет опубликовано 1 апреля 2021 года в журнале PLoS Computational Biology.

Ключевые выводы:

• «S-образный» изгиб: Прикосновение вызывает характерную S-образную деформацию вибриссы в фолликуле, которая активирует сенсорные клетки.
• Универсальность профиля: Модель показывает, что профиль деформации, вероятно, одинаков как при активном ощупывании объектом, так и при пассивном касании. Это означает, что одни и те же сенсорные клетки реагируют на отклонение вибриссы в одном направлении в обоих сценариях.
• Значение для экспериментов: Результат предполагает, что некоторые исследования активного движения вибрисс можно проводить на анестезированных животных.

Контекст и значение:

• Как и у человека волосы, вибриссы не имеют рецепторов по длине. Все датчики сосредоточены в основании — фолликуле.
• Модель была разработана из-за невозможности прямого экспериментального измерения процесса внутри неповреждённого фолликула.
• Хотя модель основана на данных по крысам, выводы, вероятно, применимы ко всем млекопитающим.
• Изучение вибрисс как упрощённой модели помогает понять более сложную природу человеческого осязания.

«С помощью новых симуляций мы можем получить представление о биологических процессах, которые невозможно измерить экспериментально», — Митра Хартманн, ведущий автор исследования.