一项新研究表明，指纹的作用不仅仅是提供良好的抓握力；它们还能让手指感知精细的纹理。当手指在物体表面滑动时，指尖复杂的地理结构，即表皮嵴，有助于选择和放大最合适的振动，将信息从皮肤传递到大脑。神经科学家 Ellen Lumkin 将手指上的嵴比作耳朵里的耳蜗。
Lumpkin 说：“就像耳蜗是声音的频率分析器一样，指尖是手指的频率分析器”[Science News]
指纹有助于过滤掉触觉上的“白噪音”。
当手指扫过精细纹理的表面，例如棉质袖子或木制咖啡桌时，相互作用会将大范围的振动传递到皮肤。一种称为帕氏小体的特殊传感器，即神经纤维的末梢，只能检测到少数几种振动——大约在 250 赫兹左右——然后将信号发送到大脑进行触觉处理[Science News]。但由于帕氏小体位于皮肤下方约 2 毫米的相对较深处，研究人员猜测指纹有助于放大振动。
为了研究指纹的效果，他们
创造了一个非常模仿我们手指动作的触觉传感器。他们的传感器可以配备光滑的指尖或“带指纹”的指尖。研究人员通过微力设备测量压力变化，比较了这两种指尖在不同纹理上的表现[Ars Technica]。
“带指纹”的传感器，其平行嵴间隔约半毫米，模仿了人手指。
就像太阳镜过滤掉紫外线并让有用的可见光通过一样，人造指纹过滤掉了高于和低于 250 赫兹的振动，只留下帕氏小体可以检测到的振动[Science News]。
Debrégeas 说：“指纹通过增强与这些帕氏小体最佳频率匹配的频率下的皮肤振动，可能会真正提高感知灵敏度。”
研究人员在 Science（需要订阅）上报告说，制造的光滑传感器产生的摩擦更少，并拾取了更广泛的未放大信号。首席研究员 Georges
[Nature News]。
研究人员指出，他们的人造指纹仅在运动方向与嵴的方向垂直时才起作用。幸运的是，真正人类指尖上的涡卷、弓形和环形意味着任何方向的滑动都会激活过滤效果。
这可能意味着我们的指纹轮廓是为了优化纹理感知而设计的[Ars Technica]。
理解触觉背后的物理原理可以帮助科学家为截肢者制造更好的假肢，或者制造能够实现灵敏触觉和精细手工操作的机器人。但研究人员表示，第一个挑战是使用真实人类手指来复制弹性仿指的结果。相关内容：DISCOVER：关于皮肤的 20 件你不知道的事 DISCOVER：新兴技术：指纹识别网络罪犯图片：Science/AAAS
