Как нервная система различает разные типы социальных прикосновений
Согласно новому исследованию, проведенному Линчёпингским университетом в Швеции, два типа нейронов в коже могут быть особенно важны для того, как мозг интерпретирует социальный контакт между людьми. Знание того, как нервная система обрабатывает информацию в социальном контакте, важно для разработки способов восстановления ощущений.
«С помощью голоса я могу разговаривать с несколькими людьми одновременно, но когда я прикасаюсь к вам, это четкий сигнал о том, что я обращаю на вас свое внимание. Прикосновение — это своего рода кратчайший путь к близости и интимности», — говорит Сара Макинтайр, доцент Центра социальной и аффективной нейронауки (CSAN) в Университете Линчёпинга, LiU.
Ее исследование посвящено тому, как нервная система обрабатывает информацию, которую мы получаем через кожное ощущение. Она хочет понять код, который нервная система использует для обработки социальных сигналов при прикосновении.
Исследователи LiU ранее определили шесть различных моделей прикосновений, которые люди часто используют, чтобы выразить счастье, любовь, благодарность и грусть, а также успокоить кого-то и привлечь его внимание. Например, успокаивающее прикосновение выражалось в стандартизированной версии исследователей посредством медленного поглаживания руки другого человека четыре раза, в то время как прикосновение, используемое для привлечения внимания, состояло из постукивания указательным пальцем 4–5 раз.
Исследователи задались вопросом, имеют ли определенные типы нейронов кожи особую важность для обработки информации при социальном контакте.
В текущем исследовании, опубликованном в IEEE Transactions on Affective Computing , экспериментатор выполнил шесть стандартизированных схем прикосновений к предплечьям участников исследования. Между тем, исследователи исследовали активность различных типов нейронов, «слушая» нервные сигналы с помощью метода, называемого микронейрографией.
Микронейрография была разработана в Швеции и позволяет исследователям измерять сигнализацию в одном нейроне за раз. Это обеспечивает точность, которую в противном случае можно получить только в исследованиях на животных, но главное преимущество микронейрографии в том, что ее можно использовать на людях. Исследователи «прослушали» 39 нейронов шести различных типов.
Затем исследователи из Университета Вирджинии под руководством Грега Герлинга обучили модель машинного обучения , чтобы попытаться различить шесть паттернов прикосновений, основываясь только на том, как отдельный нейрон кодирует информацию, то есть на том, как выглядит нервный сигнал.
Оказалось, что это сильно зависит от типа нейрона. Все нейроны реагируют на прикосновение. Но не все типы посылают сигналы в мозг таким образом, чтобы содержать всю информацию, необходимую для того, чтобы модель машинного обучения могла распознать, на какой тип прикосновения отреагировал нейрон.
«Мы увидели, что два типа нейронов очень хорошо различают шесть различных паттернов прикосновений. Это говорит о том, что эти два типа нейронов имеют особую функцию, которая помогает нам понять разницу между различными видами социальных прикосновений», — говорит Сара Макинтайр.
Нейроны, реагирующие на впечатления от внешнего мира, различаются по-разному. Например, некоторые нейроны быстро «устают» от постоянной стимуляции и перестают посылать сигналы в мозг. Мы можем заметить это, когда обоняние быстро адаптируется к запаху, и мы перестаем его воспринимать.
Один сенсорный нейрон, который, по-видимому, важен для различения разных видов социального прикосновения, быстро адаптируется таким образом. Он связан с волосяными фолликулами в коже и называется афферентом волосяного фолликула. Он в основном реагирует на изменения, например, когда волос отклоняется.
Другой тип нервных клеток, напротив, устает медленнее. Поэтому он продолжает посылать сигналы в мозг, даже если прикосновение статическое, например, рукой, которая неподвижно удерживается на коже, и называется медленно адаптирующимся типом 2.
«Наше исследование направлено на понимание основ работы нашей нервной системы. Если мы поймем, как мозг интерпретирует сигналы от различных типов прикосновений, эти знания в долгосрочной перспективе могут оказаться полезными в попытках восстановить чувствительность, нарушенную с возрастом или болезнью.
«Эти знания также могут быть полезны при разработке протезов конечностей , которые взаимодействуют с нервной системой и могут использоваться людьми, утратившими часть тела», — говорит Сара Макинтайр.
Исследователи пока не знают, как модель машинного обучения смогла различать разные типы прикосновений на основе нервных сигналов. Поэтому исследовательские группы продолжают новое исследование, чтобы попытаться выяснить, на какие механические свойства социального прикосновения реагируют разные типы нейронов.