神経系が社会的接触を区別する仕組み(How the nervous system processes different types of social touch)

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2024-12-05 リンショーピング大学

神経系が社会的接触を区別する仕組み(How the nervous system processes different types of social touch)
A very fine electrode is inserted through the skin. It allows the researchers to “listen” to a single nerve cell.Photographer:Anna Nilsen

リンショーピング大学の研究者たちは、皮膚に存在する2種類のニューロンが、社会的接触の種類を脳がどのように解釈するかにおいて重要な役割を果たすことを明らかにしました。この研究では、被験者の前腕に6つの異なる触覚パターン(幸福、愛情、感謝、悲しみ、安心、注意喚起)を標準化した方法で適用し、その際の各ニューロンの活動をマイクロニューログラフィーという手法で記録しました。その結果、すべてのニューロンが触覚刺激に反応するものの、特定の2種類のニューロンは、これらの触覚パターンを識別する際に特に優れた能力を示すことが判明しました。この知見は、社会的接触における感覚情報の処理メカニズムを理解し、感覚機能の回復方法を開発する上で重要な手がかりとなる可能性があります。

<関連情報>

機械受容性Aβ一次求心性神経は、機能的に関連した時間スケールで、自然な社会的触覚入力を識別する。 Mechanoreceptive Aβ primary afferents discriminate naturalistic social touch inputs at a functionally relevant time scale

Shan Xu; Steven C. Hauser; Saad S. Nagi; James A. Jablonski; Merat Rezaei; Ewa Jarocka;…
IEEE Transactions on Affective Computing  Published:29 July 2024
DOI:https://doi.org/10.1109/TAFFC.2024.3435060

Abstract

Interpersonal touch is an important channel of social emotional interaction. How these physical skin-to-skin touch expressions are processed in the peripheral nervous system is not well understood. From microneurography recordings in humans, we evaluated the capacity of six subtypes of cutaneous mechanoreceptive afferents to differentiate human-delivered social touch expressions. Leveraging statistical and classification analyses, we found that single units of multiple mechanoreceptive Aβ subtypes, especially slowly adapting type II (SA-II) and fast adapting hair follicle afferents (HFA), can reliably differentiate social touch expressions at accuracies similar to human recognition. We then identified the most informative firing patterns of SA-II and HFA afferents, which indicate that average durations of 3-4 s of firing provide sufficient discriminative information. Those two subtypes also exhibit robust tolerance to spike-timing shifts of up to 10-20 ms, varying with touch expressions due to their specific firing properties. Greater shifts in spike-timing, however, can change a firing pattern’s envelope to resemble that of another expression and drastically compromise an afferent’s discrimination capacity. Altogether, the findings indicate that SA-II and HFA afferents differentiate the skin contact of social touch at time scales relevant for such interactions, which are 1-2 orders of magnitude longer than those for non-social touch.

医療・健康
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