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何が私達に指先の手際よさを与えるか。

USCの研究者は頭脳の専門にされた神経回路に精密手の処理の技術をたどる

 

2008年2月06日-すぐに表面を叩くか、または押すためにあなたの指先を動かすことは小さい目的を取って日常生活の間必要ブラックベリーかiPhoneを使用する。  しかし南カリフォルニア大学の研究者はこの表面上はとるに足らない行為が手の頭脳、神経系および筋肉によって精密タイミングと管弦楽に編曲される複雑な神経モーター機械プロセスの結果であると言う。

工学生物医学的なエンジニアのフランシスコバレロCuevas USC Viterbiの学校はつかみ、卵を割ることを人は手際よい処理を可能にし、可能にする携帯電話との呼出しに答えるためにボタン、かファンブルを留めるように人間手の生物的、神経学的なおよび機械特徴を理解するために働いている。 

「手を見るとき、か」。より簡単であることができる何が、`5指考える 」病気がそれをいかに損なう、そしていかに処置が最もよく機能を元通りにすることができるかいかに神経学的に制御されるかバレロCuevas言った、もの手が生物機械である「は実際に私達はよく理解しないが。 筋肉30とのそれぞれが携帯電話を使用するか、またはあなた自身に服を着せるために」。取る多くの指の仕事を行うことのような毎日機能にいかに貢献するか知っていることは困難である

「指先との動きに力の転移の神経制御出版された」、調査ではコーネル大学の数学の部のバレロCuevasおよび共著者Madhusudhan Venkadesanとよばれた神経科学のジャーナルの2月6日、2008は問題でオンラインで研究者が手の筋肉すべての指先力そして電気活動を記録する間、ボランティアに人差し指を搭載する表面に対して叩き、押すように頼んだ。

これらの研究者は、first-of-a-kind実験で人差し指のすべての7つの筋肉からの筋肉内のelectromyogramsを使用して、完全な筋肉調整パターンと3D指先力を同時に記録した。  主題は堅い表面に対してよ指示された縦の指先力に先行している下りの叩く動きを作り出すように頼まれた。  研究者は筋肉調整パターンが動きのためのそれから力(~65氏)のためのそれに接触の前にはっきり転換したことが分った。 根本的な神経制御がまた時間重大な方法の相互に相容れない作戦の間で転換したことをVenkadesanの数学模倣および分析は明らかにした。 

「私達は人間の神経系が意外にも時間重大の用い、この公有地のためのneurally要求の作戦および手際よい処理の必要な部品である押すと、正確に叩きことの表面上はとるに足らない仕事」、言った歯科医療のBiokinesiologyおよび物理療法の部のUSCの学校の共同任命を保持するバレロCuevasを考える。

「専門にされた神経の回路部品が静的な力(押し)への動き(蛇口)からの突然の転移を実行するために必要である時間重大な神経制御のために手のために」、は彼言った展開するかもしれないことを私達のデータ提案する。  「で指先が動きにまだある間、頭脳が蛇口命令から押し命令に転換したにちがいないことが練習を、私達分った叩押しなさい。  Neurophysiological限定は即時か完全なスイッチを防ぐ、従って人々がそう効果的にすることを可能にする作戦および専門にされた回路がなければならないことを私達は推測する。 

「モーター命令間の転移が時機を投じたおよび実行される、あなたの最初の力は誤った方向に導かれ、卵を取れない単にすぐにワイングラスか小さいビード」、彼は言った。

調査結果はバレロCuevasが言ったか精密つまむか、または処理のような良い指筋肉調整そして技術を開発するために幼児に年なぜかかる、そしてなぜ良い指の処理が神経疾患および老化にとても傷つきやすいか説明し始める。 

しかし多分さらにもっと重大に、彼は言った、調査結果は人間の脳の重要な発展の特徴のための機能説明を提案する: その不釣合いに大きい感覚的なおよびモーターは手機能との準を集中させる。 

「、全く、予想できれば神経系直面された発展圧力がおよび正確に急速な精密のような制御ルーチンの仕事つまめば、指機能のsensorimotor統合のための皮層の構造はおそらく頭脳でかなりよく発達する必要があると」バレロCuevasは言った。

「私達に指筋肉のモーター行為そして良い制御の注意深いタイミングのために必要とされた神経回路を与えると」彼は言った。  「こうして、私達の仕事は人間の指先の専門にされた頭脳の管制区管制の手際よい処理の進化のためのある機能正当化を提案し始める」。 

手際よい処理の後ろのneuromuscular主義の理解によって、バレロCuevasはprostheticsの次世代を開発する指導のリハビリテーションによって彼らの手の使用および助力を失った人を助けることを望む。 さらに、仕事は企業が人間手のそれと対等な多様性がある機械を造るようにする。

「類似として、私は人々を生命身に着けている冬の手袋を通って行くことを想像するために頼むと」彼は言った。  「良い処理なしで方法の総体だけの事をつかむことができれば生命はかなり困難である。  けれども何百万の世界的の人々は彼らの手の完全な使用なしで生命によって行く。  病気および手機能に影響を与える老化プロセスは不釣合いに生活環境基準、および私達を低下させがちであるそれを逆転させたいと思う」。

研究は健康のあるWhitakerの基礎、全米科学財団および国民の協会によって支えられた。

--ディアーヌAinsworth
 
 
 
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