Wie unser Körper ‚hört‘ zu Schwingungen

Wir alle kennen das Gefühl, von einem Mobiltelefon vibriert in unseren Händen, wenn Sie kündigt einen eingehenden Anruf an. Wenn wir wahrnehmen, diese Schwingungen, so klar, es wird durch spezielle Rezeptoren, die transduce Sie in neuronale Signale an unser Gehirn. Wie lässt sich aber der letztere Kodieren Ihre körperlichen Merkmale? Um dies zu verstehen, Neurowissenschaftler von der Universität von Genf (UNIGE) haben beobachtet, was passiert in den Gehirnen von Mäusen, deren Vorderpfoten Schwingungen wahrnehmen. Sie entdeckten, dass die Neuronen im somatosensorischen cortex aktiviert werden, in einer Weise, die ähnlich zu denen in der sound-aktiv auditorischen cortex. Diese Ergebnisse, veröffentlicht in der Zeitschrift Natur, deuten darauf hin, dass das Gefühl ein Telefon vibrieren oder hören es Klingeln, ist letztlich auf der gleichen Gehirn-codes.

Wenn Sie ein Glas Wasser auf Ihrem Schreibtisch, Sie können sich wahrscheinlich sehen, auf dessen Oberfläche die konzentrischen Schwingungsbewegungen erzeugt, indem die kleinen Bewegungen, die auftreten, in der Nähe. Diese Schwingungen werden verursacht durch Schwingungen verbreiten sich durch den Boden, Schreibtisch, Glas und allen anderen festen Untergründen. Diese Schwingungen sind auch wichtige sensorische Reize, die wir verwenden, um zu erkennen, zum Beispiel, einem herannahenden Zug oder zu identifizieren, den bekannten Schritt unser Büro-Nachbar. „Wir sind umgeben von Schwingungen, die sind extrem wichtig, wie wir die Welt wahrnehmen“, erklärt Daniel Huber an der Abteilung von Grundlegenden Neurowissenschaften an der UNIGE Fakultät für Medizin, der die Leitung dieser Arbeit. „Wir wollten also wissen, wie das Gehirn wahrnimmt und vertritt.“

Eine Kombination von Frequenz und amplitude

Mithilfe der zwei-Photonen-Mikroskopie, Daniel Huber ‚ s team visualisiert die Aktivität von Hunderten von den Neuronen der Maus somatosensorischen Kortex als Schwingungen verschiedener Frequenzen geliefert wurden seine forepaw. Wie in den auditorischen Kortex, die einzelnen Neuronen wurden selektiv abgestimmt: Sie stark reagierte auf einigen Frequenzen und weniger für andere. „Es stellt sich heraus, dass diese Neuronen sind bevorzugt abgestimmt auf eine bestimmte Kombination aus Frequenz und amplitude, und dass diese Kombination entspricht dem, was die Maus tatsächlich wahrnimmt. In anderen Worten, eine Maus ist nicht in der Lage zu unterscheiden, eine Hochfrequenz-Schwingung mit geringer amplitude aus einem niederfrequenten Schwingungen mit höherer amplitude,“ erklärt Mario Prsa, ein Forscher in Dr. Huber das team und die Studie der erste Autor. „Es ist die gleiche psychoakustischen Effekt erkannt im auditorischen system, wo die wahrgenommene Tonhöhe ändert sich sowohl die Frequenz und die Lautheit.“ So, trotz der Tatsache, dass klingt — die Reise durch die Luft — und Schwingungen, die übertragen sich durch Feste Materie verarbeitet werden, indem verschiedene Sinneskanäle, Sie sind beide wahrgenommen und kodiert ähnlich wie im Gehirn.

Alles geht durch die Vater-Pacini-Körperchen

In einem zweiten Schritt haben die Forscher versucht zu ermitteln, die Herkunft der somatosensorischen Reize beteiligt, indem Sie eine detaillierte histologische Analyse der Vater-Pacini-Körperchen in der Maus forelimb. Vater-Pacini-Körperchen bekannt sind transduce Hochfrequenz-Schwingungen in Säugetieren und sind dicht, ausgedrückt in der Lederhaut des Primas Fingerspitzen. „Überraschend, fanden wir, dass die Schwingung Reaktionen im Gehirn der Maus stammen von Vater-Pacini-Körperchen befinden sich auf der Unterarm-Knochen, während Sie waren völlig abwesend in der Pfote Haut,“ erklärt Géraldine Cuenu, ein student in der UNIGE master-Programm in Neurowissenschaften, wer übernahm diese detaillierte Analyse. Mithilfe der optogenetik, der Wissenschaftler bestätigt die Verbindung zwischen kortikalen Antworten und die Besondere Konfiguration der mechanoreceptors in den Vordergliedmaßen.

Ein Vorfahre des Hörsystems?

Könnte es sein, dass die besonderen Verteilung der Vibrations-und Kleinschreibung mechanoreceptors entlang der Knochen des forelimb wirkt wie ein seismograph, um zu „hören“, um Vibrationen? Vibrations Reize sind in der Tat durch eine Reihe von lebenden Organismen, die Kommunikation durch Pflanzen, ästen und anderen festen Substraten. „Unsere Entdeckungen wahrscheinlich zeigen die Existenz einer alten sensorische Kanal, die könnten einen evolutionären Vorläufer der Anhörung“, schließt Mario Prsa. Diese etwas verkümmert, aber dennoch sehr sensible Modalität könnte auch erklären, wie wir in der Lage sind zu identifizieren, die subtilen Hinweise, verbunden mit bevorstehenden Naturkatastrophen, oder warum Bau oder Verkehr verursacht Störungen, auch wenn nicht hörbar.