近日，神經(jīng)科學(xué)家的新研究表明，當(dāng)神經(jīng)元處理來自皮膚的紋理信息時，每個神經(jīng)元對紋理的各種特征都有不同的反應(yīng)，從而在大腦中形成了紋理的高維表示法。

我們的手和指尖對紋理非常敏感，可以很容易地區(qū)分粗糙和光滑。關(guān)于紋理的信息是從皮膚上的感應(yīng)器通過神經(jīng)傳遞到感覺皮層的，感覺皮層是大腦中負(fù)責(zé)觸覺的部分。

烏芝加哥大學(xué)生物與解剖學(xué)副教授本斯邁亞博士說“你可以用不同的形容詞來描述紋理，但是你的大腦需要有一個豐富的神經(jīng)空間才能解釋這一點(diǎn)?！?/p>

這項研究本周發(fā)表在國家科學(xué)院會議記錄，本斯邁亞是大腦和神經(jīng)系統(tǒng)的領(lǐng)先專家。在2013年的一項研究中，他的實驗室展示了不同種類的神經(jīng)纖維是如何對紋理的不同方面作出反應(yīng)的。一些神經(jīng)主要對粗糙紋理的空間元素做出反應(yīng)，比如凸起的盲文字母，另一些人則對皮膚在細(xì)膩的紋理上摩擦?xí)r產(chǎn)生的振動做出反應(yīng)，比如織物。這占了我們在現(xiàn)實世界中所遇到的絕大多數(shù)紋理的感受。

在這項研究中，本斯邁亞和他的同事們使用了一個旋轉(zhuǎn)滾筒，上面覆蓋著各種粗糙細(xì)膩的紋理，如砂紙、織物和塑料。研究人員發(fā)現(xiàn)恒河猴指尖的體感系統(tǒng)與人類相似。研究人員利用植入猴子體感皮層的電極，記錄了直接來自大腦的不同紋理的相應(yīng)反應(yīng)。

新的數(shù)據(jù)顯示，神經(jīng)元對紋理的不同方面具有非常不同的反應(yīng)，本斯邁亞和利伯確定了至少20種不同的反應(yīng)模式和55個不同紋理的反應(yīng)。

研究大腦如何引導(dǎo)肢體運(yùn)動的生物學(xué)和解剖學(xué)教授Bensmaa和Nicho Hatsooulos博士受此啟發(fā)研究了受大腦控制的機(jī)器人假肢。這些裝置的工作原理是將電極陣列植入體感皮層和控制運(yùn)動的大腦區(qū)域。當(dāng)病人想要移動自己的手臂來引導(dǎo)機(jī)器人手臂相應(yīng)地移動時，電極就會捕捉到神經(jīng)元中的活動。假手裝有感應(yīng)器來檢測觸覺，例如按他的指尖上，這反過來會產(chǎn)生刺激大腦適當(dāng)區(qū)域的電信號。