لوک میلر؛ متخصص علوم اعصاب هنگام کار با میله پرده نصب شده در آپارتمان خود با یک موضوع تحقیقاتی عجیب مواجه شد. زمانی‌که وی با میله به یک جسم ضربه زد؛ حتی بدون مشاهده شی نیز قادر به تعیین محل تماس میله با جسم بود. این پدیده نشان‌دهنده عملکردی مشابه حس لامسه در بدن انسان است. یادآوری چنین تجربه‌ای برای آقای میلر کمی عجیب به‌نظر می‌رسید؛ لذا وی به آزمایشگاه مراجعه کرد و این موضوع را مورد بررسی قرار داد.
ادراک لمسی از طریق ابزارها مفهوم چندان جدیدی نیست؛ اگرچه این پدیده به شکلی گسترده مورد بررسی قرار نگرفته است. در قرن 17 فیلسوفی با نام رنه دکارت به بررسی توانایی اشخاص نابینا در تشخیص محیط پیرامون خود از طریق عصای مخصوص قدم زدن پرداخت. اگرچه دانشمندان در زمینه استفاده از ابزارها دست به تحقیقات گسترده‌ای زدند؛ اما آن‌ها به‌طور معمول بر نحوه حرکت دادن ابزارها توسط افراد تمرکز داشتند. به گفته آقای میلر، “محققان غالبا از جنبه حسی به‌کارگیری ابزارها غافل بودند.”
در جریان مطالعه تحقیقاتی موسسه Nature در سال 2018، لوک میلر و همکارانش در دانشگاه کلود برنارد لیون 1 کشور فرانسه گزارش دادند که انسان با تماس دادن ابزارهای دستی به اشیاء مختلف به‌خوبی می‌تواند محل برخورد جسم با ابزار را تعیین نماید؛ گویی که شی مذکور را با پوست بدن خود لمس می‌کند. یک ابزار برخلاف پوست بدن فاقد رشته‌های عصبی است؛ بنابراین مغز انسان چگونه به زمان و مکان لمس اشیاء پی خواهد برد؟ نتایج یک پژوهش پیوسته که در شماره ماه دسامبر نشریه Current Biology منتشر شده است؛ نشان می‌دهند که مناطق مغزی فعال در زمینه ادراک لمسی بدن، هنگام استفاده از یک ابزار نیز رفتار مشابهی خواهند داشت. به گفته آقای میلر، این ابزار همانند نمونه تعمیم‌یافته سیستم لامسه بدن عمل می‌کند.
سیستم لامسه انسان از دست تا مغز وی توسعه یافته است
محققان در آزمایش اولیه از 16 فرد دست‌راست درخواست کردند تا حین لمس یک میله چوبی 1 متری، مکان تماس دست خود با میله را تعیین نمایند. به‌طور کلی در جریان 400 نوبت انجام آزمایش، هر فرد به مقایسه مکان‌های لمس شده بر روی جسم پس از 2 نوبت تماس دست پرداخت. شرکت‌کنندگان در صورت احساس تفاوت میان موقعیت‌ها از پاسخ‌دهی امتناع می‌کردند. این افراد در صورت احساس لمس موقعیت‌های مشابه با ضربه زدن بر روی یک پدال اعلام کردند که مکان لمس شده به دست آن‌ها دور یا نزدیک است.
حتی با وجود عدم تجربه کار با میله یا بازخورد گرفتن شرکت‌کنندگان از عملکرد خود، پاسخ‌های آن‌ها به‌طور متوسط از دقت 96 درصدی برخوردار بود. در طول مدت آزمایش، محققان با استفاده از الکترودهای نصب شده بر روی پوست سر، فعالیت قشر مغزی افراد شرکت‌کننده را ثبت نموده و دریافتند که مکان تماس ابزار با اشیاء محیطی به سرعت توسط قشر مغز پردازش می‌شود. در صورت تماس میله با موقعیتی مشابه در 2 نوبت متوالی، شاهد نوعی سرکوب ویژه پاسخ‌های عصبی در مناطقی از مغز هستیم؛ نقاطی شامل قشر ادراکی اصلی و قشر جداری عقبی که پیش‌تر به‌عنوان مسئول ادراک لمسی در بدن شناخته شده‌اند.
برخی شواهد موجود نشان می‌دهند که با ارسال مکرر محرک‌های مشابه به مناطق حسی مغز، پاسخ‌های عصبی پس‌زمینه آن‌ها به‌نوعی سرکوب می‌شوند. این سرکوب مکرر قابل اندازه‌گیری بوده و به‌عنوان یک “تمبر زمانی” جهت تشخیص زمان استخراج محرک در مغز به‌کار گرفته می‌شود. در جریان پژوهش فوق، برخی شرکت‌کنندگان در عوض میله اقدام به لمس بازوی خود نمودند. در این‌حالت نیز تیم تحقیقاتی با نوعی سرکوب مکرر و مشابه در همان مناطق مغز و با مقیاس زمانی یکسان مواجه شد. قشر حسی ظرف مدت 52 میلی‌ثانیه (حدودا یک‌بیستم ثانیه) پس از تماس با میله و بازو سرکوب شد. طی مدت 80 میلی‌ثانیه، سرکوب فعالیت در کل قشر جداری خلفی گسترش یافت. به گفته آلساندرو فارن؛ متخصص علوم اعصاب در مرکز تحقیقاتی علوم اعصاب لیون در کشور فرانسه و نویسنده ارشد هر 2 پژوهش، نتایج فوق نشان می‌دهند که مکانیسم‌های عصبی جهت تشخیص موقعیت لمس ابزارها با سازوکار مورد استفاده هنگام تعیین مکان لمس بدن، شباهت چشمگیری دارد. به گفته آقای میلر، “میله پس از هر نوبت تماس برای مدت حدودا 100 میلی‌ثانیه نوسان می‌کند. بنابراین تا زمان پایان لرزش میله در دست، افراد به موقعیت تماس‌ها طی ده‌ها میلی‌ثانیه قبل پی برده‌اند.” نوسانات میله از طریق حسگرهای لمسی یکپارچه با پوست موسوم به گیرنده‌های Pacinian تشخیص داده می‌شوند. سپس سیگنال‌های عصبی از طریق این گیرنده‌ها به قشر حسی مغز ارسال خواهند شد. شبیه‌سازی کامپیوتری عملکرد گیرنده‌های Pacinian در دست نشان داد که اطلاعات مربوط به محل تماس دست با میله ظرف مدت 20 میلی‌ثانیه به‌طور موثر قابل استخراج است.
نوسانات میله احتمالا اطلاعات کلیدی موردنیاز برای تعیین موقعیت لمس را فراهم خواهد کرد. محققان با استفاده از همین میله به بررسی رفتار بیماری پرداختند که بازوی راست وی فلج شده بود. چنین وضعیتی بدان معناست که وی قادر به تشخیص مکان لمس عضو فلج شده نیست. با این‌حال نامبرده کماکان توانست فرامین لمسی سطحی را درک نماید. بعلاوه وی با گرفتن میله در هر 2 دست خود موفق شد مکان لمس میله را تعیین کند. فعالیت مغزی بیمار حین انجام این فعالیت نیز مشابه افراد سالم بود. بر اساس اظهارات آقای فارن، “این یافته‌های کاملا متقاعدکننده نشان می‌دهند که لرزش‌های دریافتی هنگام لمس میله برای تشخیص موقعیت تماس‌ها توسط مغز فرد بیمار کفایت خواهند کرد.” این نتایج در کنار یکدیگر نشان می‌دهند که افراد با وجود مکانیسم‌های عصبی مشابه برای ادراک لمسی در بدن قادر به تعیین موقعیت لمس یک شی به شیوه‌ای سریع و موثر خواهند بود. آقای فارن تاکید می‌کند که در جریان مطالعات انجام شده، هیچ‌کس تصور نمی‌کرد که این ابزار به بخشی از بدن وی تبدیل شده است. به گفته این متخصص علوم اعصاب، “چنین عملی نشان‌دهنده نوعی تجسم حسی است که در آن مغز با استفاده مجدد از دانش خود پیرامون بدن، راهبردهای جدیدی را جهت مواجهه با اشیاء تعریف می‌کند.”
اسکات فری؛ محقق و متخصص عصب‌شناسی در دانشگاه میسوری معتقد است که چنین عملکردی واقعا زیبا، جامع و قابل‌تامل است. آقای فری که در انجام پژوهش‌های فوق مشارکت نداشته بر این باور است که “نتایج مطالعات اخیر به کسب اطلاعات بیش‌تر در خصوص طراحی پروتزهای مناسب‌تر کمک خواهند کرد؛ چرا که نشان می‌دهند اشیاء بی‌جان به‌صورت بالقوه می‌توانند به روشی جهت کشف اطلاعات دنیای پیرامون و انتقال آن‌ها به سیستم‌های حسی تبدیل شوند. اکنون مردم جهان در خصوص طراحی پروتزها حقیقتا چنین ذهنیتی ندارند؛ اما ظاهرا بایستی نگرش خود را تغییر دهند. بنابراین نتایج مطالعات فوق می‌توانند به خلق یک ایده درمانی جدید و نوآورانه منجر شوند.”
