چرا نوک انگشتان انسان مرطوب و بافتدار هستند؟
چرا نوک انگشتان انسان مرطوب و بافتدار هستند؟
مجله علمی ایلیاد - اگر شما یک انسان یا کوالا هستید، در مقایسه با سایر حیوانات چیز متفاوتی دارید؛ اثر انگشت. در حال حاضر، یک مطالعهی جدید حاکی از آن است که چگونه اثر انگشت به ما کمک میکند تا بتوانیم روی سطوحی که با آنها تماس داریم را لمس کنیم و همهی اینها به تنظیم رطوبت مربوط میشود.
تاکنون کاملاً مشخص نشده است که برجستگیهای اثر انگشت و تراکم بیشتر غدد عرق در زیر آنها، در واقع چه کمکی به ما میکنند. محققان تصمیم گرفتند با استفاده از فناوری پیشرفتهی تصویربرداری با لیزر این مورد را بررسی کنند و یک سیستم تنظیم شده را کشف کردند که میزان رطوبت یا خشک بودنِ نوک انگشتان ما را کنترل میکند.
این به آن معنا است که انگشتان ما قادر به واکنش در برابر انواع مختلف سطحی هستند که لمس میکنند و این باعث میشود تا آنجا که ممکن است محکم چنگ بزنیم و چیزها را بگیریم، از تلفن گرفته تا چتر و از لغزش فاجعهبار و افتادن اشیاء جلوگیری میکند.
مهندس شیمی «مایک آدامز» از دانشگاه بیرمنگام انگلستان، میگوید: «پستانداران نخستین برجستگیهای اپیدرمی دست و پای خود را تکامل دادهاند. در هنگام تماس با اشیاء جامد، برجستگیهای اثر انگشت برای گرفتن و چنگ زدن مهم هستند. آنها سطح رطوبت از منابع خارجی یا منافذ عرق را تنظیم میکنند، به طوری که اصطکاک به حداکثر میرسد و ما از لغزش فاجعهبار جلوگیری میکنیم و تلفن هوشمند در حال افتادن را نگه میداریم.»
تصویربرداری لیزری از نمای نزدیک توسط شش داوطلب مرد که شیشه را لمس میکردند، نشان داد که هنگام تماس نوک انگشتان با سطوح سخت و غیرقابلنفوذ، رطوبت اضافی آزاد میشود تا اصطکاک و چسبندگی افزایش پیدا کند. با این حال، منافذ عرق مسدود میشوند تا از تماسهایی که بیش از حد لغزنده هستند، جلوگیری کنند.
این روش انسداد منافذ عرق با یک فرآیند تبخیرِ تسریع شده کنترل میشود که توسط برجستگیهای اثر انگشت کنترل شده و در صورت نیاز به حذف رطوبت بیش از حد وارد عمل میشود. این دو مکانیسم بیولوژیکی با همکاری یکدیگر قادر به سازگاری با سطوح هستند، چه انگشتان ما در ابتدا خیس باشند، چه خشک. آنها لایهی پوست کراتینه را فقط با میزان مناسب آبرسانی فراهم میکنند. این مهارتهایی را به ما میدهد که حیوانات با دست و پای صاف ندارند.
آدامز میگوید: «این مکانیزم دوگانه برای کنترل رطوبت یک مزیت تکاملی را در شرایط خشک و مرطوب برای پستانداران نخستین فراهم کرده است و به آنها توانایی دستکاری و تحرک را میدهد که برای حیوانات دیگر مانند خرسها و گربههای بزرگ در دسترس نیست.»
برجستگیهای اثر انگشت از مدتها قبل با گرفتن بهتر اشیاء یا چنگ زدن به آنها ارتباط داشتهاند و مطالعات قبلی تغییرات رطوبت را بررسی کردهاند، اما اکنون ما اطلاعات بیشتری در مورد سیستم تنظیمکنندهی نحوه کنترل انگشتان از طریق جریان رطوبت، به ویژه در مورد لمس سطوح سخت و صاف داریم.
علاوه بر اینکه این تحقیق اطلاعات بیشتری در مورد بدن انسان به ما میدهد، احتمالاً به طراحان محصولات که نیاز به ایجاد گجتی برای تعامل انسان دارند کمک میکند. یافتهها حتی ممکن است به نفع توسعهی گرفتن اشیاء توسط اندامهای مصنوعی و تجهیزات رباتیک و همچنین دستگاههایی باشد که برای کاوش در محیطهای واقعیت مجازی استفاده میشود.
آدامز میگوید: «درک اثر اصطکاک نوک انگشت به ما کمک میکند تا حسگرهای لمسی واقعیتری تولید کنیم، مثلاً اپلیکیشنی در رباتیک و پروتز و سیستمهای بازخورد لمسی برای صفحههای لمسی و محیطهای واقعیت مجازی بسازیم.» این تحقیق در PNAS منتشر شده است.