Cuando entras en una habitación a oscuras, tu primer instinto es buscar con la mano un interruptor de luz. Deslizas la mano por la pared, sintiendo la transición del marco de la puerta al yeso pintado, y luego hacia arriba y hacia abajo hasta que encuentras la placa de metal o de plástico del interruptor. Durante el proceso, utilizas tu sentido del tacto para desarrollar una imagen en tu mente de la superficie de la pared y hacerte una idea mejor de dónde está el interruptor.
Suman Bensmaia, profesor asistente de biología de organismos y anatomía en la Universidad de Chicago, estudia las bases neurales de la percepción táctil, o cómo nuestras manos transmiten esta información al cerebro. En un nuevo estudio publicado en la revista Journal of Neuroscience, él y sus compañeros hallaron que el tiempo y la frecuencia de las vibraciones producidas en la piel cuando pasas tus manos a lo largo de una superficie desempeñan un papel importante en cómo usamos nuestro sentido del tacto para obtener información acerca de los objetos y las superficies que nos rodean.
El sentido del tacto ha sido tradicionalmente pensado en términos espaciales, es decir, los receptores de la piel se extienden a través de una red, y cuando se toca algo esta red de receptores transmite información sobre la superficie de su cerebro. En su nuevo estudio, Bensmaia, Matthew Best, Mackevičius Emily y Saal Hannes descubrieron que la piel es también muy sensible a las vibraciones, y que estas vibraciones producen oscilaciones correspondientes en los nervios, que llevan la información desde los receptores hasta el cerebro. La sincronización exacta y la frecuencia de estas respuestas neurales transmiten mensajes específicos sobre la textura para el cerebro, al igual que la frecuencia de las vibraciones en el tímpano transmite información sobre el sonido.
Las neuronas se comunican a través de los bits eléctricos, similares a los unos y ceros digitales utilizados por los ordenadores. Según Bensmaia:
“Una de las grandes cuestiones de la neurociencia es si es sólo el número de bits lo que importa, o si la secuencia específica de bits en tiempo también juega un papel. Lo que mostramos en este artículo es que la secuencia de bits en el tiempo es importante, y de hecho para algunos de los receptores de la piel, las cuestiones de tiempo con una precisión de milisegundos. “
Los investigadores han sabido durante años que estos aferentes responden a las vibraciones de la piel, pero estudiaron sus respuestas utilizando las llamadas ondas sinusoidales, que son patrones suaves y repetitivos. Estas vibraciones perfectamente uniformes pueden ser producidas en un laboratorio, pero los tipos de vibraciones producidas en la piel por contacto con superficies en el mundo real son desordenados e irregulaes.
Para este estudio, Bensmaia y su equipo utilizaron un motor vibratorio que puede producir cualquier tipo de vibración compleja que quieran. En el primer experimento, se registraron las respuestas de nervios aferentes a una variedad de frecuencias en macacos rhesus, cuyo sistema nervioso táctil se asemeja mucho al de los seres humanos. En la segunda parte, un grupo de sujetos humanos informaron de cómo sentían dos frecuencias particulares, similares o diferentes ,cuando una sonda conectada al motor tocaba su piel.
Cuando el equipo analizó los datos registrados a partir de los macacos rhesus, encontraron que no solamente el nervio oscila a la frecuencia de las vibraciones, sino que también podían predecir cómo los sujetos humanos perciben vibraciones basandose en las respuestas neuronales a las mismas frecuencias en los macacos.
Lo que esto significa es que, dada una cierta textura, sabemos la frecuencia de las vibraciones que se producen en la piel, y posteriormente en el nervio. En otras palabras, si supieras la frecuencia de la seda al pasar el dedo por encima de ella, podrías reproducir la sensación de la estimulación de los nervios con la misma frecuencia sin tener que tocar la tela.
Pero este estudio es sólo una parte de la investigación en curso para el equipo de Bensmaia sobre cómo los seres humanos incorporan el sentido del tacto en conceptos más sofisticados como la textura, la forma y el movimiento.
Los investigadores podrían algún día usar este modelo de tiempo y frecuencia de las respuestas aferentes para simular la sensación de textura para un amputado reproduciendo las vibraciones producidas en un miembro artificial, ya que explora una superficie con textura mediante la estimulación eléctrica del nervio en las frecuencias correspondientes. También se podría utilizar para la representación háptica, o producir la sensación táctil de un objeto virtual en una pantalla táctil (piensa en convertir tu IPAD en un dispositivo de lectura de Braille, o el control de la cirugía robótica).
“Estamos tratando de construir una teoría de lo que hace que las cosas se sientan como se sienten”, dijo Bensmaia. “Este es el comienzo de una historia que realmente va a cambiar la forma de pensar sobre el sistema somatosensorial”.
Fuentes: Medical News Today