شبیه‌سازی حس لامسه

هر شخص زمانی که وارد یک اتاق تاریک می‌شود، در وهله نخست و به طور کاملا غریزی کلید چراغ برق را جستجو می‌کند. دست‌ها به طور کاملا ناخواسته در خلاف جهت در و روی دیوار جابه‌جا می‌شوند تا این که در نهایت کلید پیدا شود. انسان به واسطه همین کارهای ساده از حس لامسه خود بهره می‌گیرد تا تصویری ذهنی از آنچه​ در محیط پیرامونی او قرار دارد، ترسیم کند. تصاویر ذهنی باعث می‌شود ​ انسان بتواند محل کلید برق را حدس بزند.

دکتر اسلیمن بنیس مایا، استادیار بیولوژی و آناتومی زیستی در دانشگاه شیکاگو است. وی مطالعات زیادی در زمینه منشأ عصبی حس لامسه انجام داده است. در واقع هدف دکتر بنیس مایا از انجام این تحقیقات، کسب اطلاع بیشتر درباره چگونگی انتقال اطلاعات از دست‌ها به مغز انسان بوده است. آنها دریافته‌اند ​ تعداد دفعات و تناوب زمانی نوساناتی که پوست دست انسان در زمان لمس یک شیء تولید می‌کند، تاثیر بسزایی در نحوه گردآوری اطلاعات از اشیای پیرامونی دارد. ذهنیت غالب درباره حس لامسه این است که شرایط محیطی آن را بشدت تحت تاثیر قرار می‌دهد. به عنوان مثال محرک‌های پوستی همچون شبکه‌ای روی پوست پراکنده شده‌اند. زمانی که یک شیء لمس می‌شود، محرک‌ها اطلاعاتی از آن سطح را به مغز مخابره می‌کنند. در نتیجه این نوع شیء و شرایط حاکم بر آن است که به مغز مخابره می‌شود. دکتر بنیس مایا و همکارانش در تحقیقات اخیر خود متوجه شدند​ پوست نیز در عین حال نسبت به نوسانات بسیار حساس است. نوسانات مختلف باعث می‌شود ​ اعصاب امواج مختلفی را تولید و منتقل کند. زمان‌بندی دقیق و تعداد دفعات تکرار این پاسخ‌های عصبی، پیغام‌های خاصی را درباره سطوح مختلف به مغز می‌رساند. تحقیقات دکتر بنیس مایا و همکارانش نشان می‌دهد که فرکانس این نوسانات شبیه فرکانس‌هایی است که پرده گوش به مغز مخابره می‌کند.

شبیه‌سازی امواج اطلاعاتی

سال‌هاست می‌دانیم اعصاب نسبت به ارتعاشات پوستی حساس است، اما تاکنون تحقیقات صرفا روی امواج سینوسی در جریان بوده است. امواج سینوسی از یکسری الگوهای تکراری تبعیت می‌کنند که براحتی می‌توان آنها را در آزمایشگاه شبیه‌سازی کرد. مساله اینجاست که ارتعاشات پوستی که حاصل لمس اشیا در جهان واقعی هستند، با این امواج تفاوت دار​د. آنها امواجی پیچیده‌تر و نامنظم‌تر هستند. به همین دلیل پروفسور بنیس مایا و همکارانش در تحقیقات خود از یک وسیله موتوری استفاده کردند که قادر است هر نوع امواج پیچیده‌ای را که مدنظر محققان باشد، تولید کند. در آزمایشات تجربی اولیه آنها پاسخ‌های اعصاب نوعی میمون را نسبت به فرکانس‌های مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند.

سیستم عصبی این میمون به دلیل شباهت با انسان امکان شبیه‌سازی واکنش‌ها را برای محققان فراهم کرد. در ادامه تحقیقات گروهی از انسان‌های معمولی مورد آزمایش قرار گرفتند. از آنها خواسته شد که احساس خودشان را در زمان لمس میله این وسیله آزمایشگاهی توصیف کنند. آنها باید به شباهت‌ها و تفاوت‌های میان دو نوع فرکانس خاص اشاره می‌کردند. اعضای تیم تحقیقاتی پس از آنالیز داده‌های به‌دست آمده توانستند از روی عکس‌العمل‌های میمون، فرکانس‌های احتمالی برای انسان‌ها را پیش‌بینی کنند. دکتر بنیس مایا در این مورد بخصوص چنین گفت: ما در این تحقیق زمان‌بندی دقیق نوسانات را در دنیای واقعی به‌تصویر کشیده‌ایم و نه صرفا آنچه در آزمایشگاه یا دنیای مجازی وجود دارد.

تحقیقات اخیر الگوی حقیقی فرکانس‌هایی را که پوست تولید می‌کند و نهایتا به اعصاب می‌رسد، شبیه‌سازی کرده است. به این معنی​ که اگر شما به عنوان مثال فرکانس‌هایی را که انگشتانتان در حین لمس ابریشم تولید می‌کنند، بشناسید، براحتی قادر هستید پیغامی را که به اعصاب می‌رسد، شبیه‌سازی کنید، بدون آن که حتی آن جسم را لمس کرده باشید. دکتر بنیس مایا و همکارانش این الگوها را مشابه الگوهای شنوایی ارزیابی می‌کنند.

احتمال دارد محققان روزی بتوانند از این الگوها برای شبیه‌سازی در بافت‌های عصبی افراد معلول استفاده کنند؛ شاید حتی روزی فرا برسد که بتوان از آن در جراحی‌های حساس نیز استفاده کرد، اما چنانچه دکتر بنیس مایا می‌گوید شناخت این الگوها تنها سرآغاز یک تغییر شگرف است، این تحقیقات می‌تواند راه را برای تولید دنیای مجازی سه‌بعدی که در آن حس لامسه نیز به خدمت گرفته می‌شود، مورد استفاده قرار گیرد.

منبع: sciencedaily