Дезинформация на ощупь: создание тактильной иллюзии с помощью вибрации

Мы живем в мире материальном. Все, что нас окружает, несет определенную сенсорную информацию, которую мы воспринимаем с помощью наших органов чувств. Какие из них важнее других — вопрос достаточно сложный. Известно, что подавляющее большинство информации об окружающей среде мы получаем с помощью зрения, т.е. глаз. Но одного лишь визуального восприятия мало, чтобы полноценно воссоздать в голове сенсорную карту своего окружения.

Дети, к примеру, не ограничиваются взглядом на интересующий их предмет, они обязательно захотят его потрогать (а порой и попробовать на зуб). И это вполне логично, ибо наша кожа, будучи самым большим органом, оснащена множеством специализированных сенсорных датчиков (рецепторов), отвечающих за восприятие давления, боли, температуры и вибрации.

Многим знакомы оптические иллюзии, обманывающие наше зрение, но есть и тактильные. Ученые из Женевского университета (Швейцария) провели любопытные опыты, в которых установили, что мозг не всегда способен точно воспринимать частоту вибрации при изменении ее амплитуды, от чего возникает тактильная иллюзия.

В чем заключался опыт, насколько сильно ученым удалось одурачить мышей и людей, и какие выводы можно сделать из полученных наблюдений? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Основа исследования

В научной терминологии существует определение восприятия вибраций — паллестезия (не путать с «парестезией» — расстройство чувствительности). В клинической практике врачи испытывают паллестезию у своих пациентов, прикладывая вибрирующий камертон к костям нижних и верхних конечностей. И этот метод имеет смысл, так как внутри предплечья, рядом с суставами и костями, находятся механорецепторы (тельца Пачини), специализирующиеся на передаче высокочастотных (> 100 Гц) колебаний.

Тельце Пачини — нервный рецептор, выполняющий роль механорецептора (восприятие давления, прикосновения), хеморецептора (восприятие химических веществ) и барорецептора (восприятие изменений кровяного давления). Данный рецептор был впервые описан в 1835 году итальянским ученым Филиппо Пачини (1812–1883), в честь которого и был назван.

Пример того, как проводится клиническое исследование восприятия вибрации у пациента.

Иннервирующие первичные афферентные нейроны телец Пачини, расположенные в ганглиях задних корешков, передают информацию по восходящей нервной оси в соматосенсорную кору, позволяя нам сознательно воспринимать свойства вибрационного стимула.

При рассмотрении аудиторной системы человека видно, что воздушные колебания (т.е. звук) могут вызывать восприятие высоты звука, что позволяет отличать, например, высокие ноты от низких. Подобный принцип задействован и в восприятии вибротактильной «тональности», позволяя определить, к примеру, ближайший источник движения.

Ученые заявляют, что данный процесс вибрационного восприятия крайне мало изучен, хоть и является важным аспектом жизни живого организма. Различные исследования и опыты порой давали противоречивые результаты или порождали больше вопросов, чем ответов.

К примеру, у людей и нечеловеческих приматов были определены стандартные V-образные кривые чувствительности, показывающие, что максимальная чувствительность к вибрации возникает около 240 Гц. В то же время есть свидетельства того, что люди могут воспринимать вибрацию, имеющую более высокий/низкий тон, если амплитуда вибрации меняется, а частота остается прежней. Предыдущие исследования ученых показали, что у мышей вибротактильное восприятие это сложная функция, действительно зависящая и от частоты, и от амплитуды.

В рассматриваемом нами сегодня труде ученые поставили перед собой несколько вопросов: может ли эта вибротактильная функция быть точно определена количественно; универсальна ли она для всех видов; связана ли она каким-либо образом с кривой спектральной чувствительности?

Дабы получить ответы, ученые провели опыты, в которых обучили мышей и людей задаче распознавания частот в нескольких спектральных точках и проверили, влияют ли изменения амплитуды вибрации на их перцептивные реакции, и если влияют, то как именно.

Подробнее
Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов
Источник(и):

Хабр