Seismische golven, vaak geassocieerd met aardbevingen, zijn door wetenschappers gebruikt om een ​​universele schaalwet voor de tastzin te ontwikkelen. Een team, onder leiding van onderzoekers van de Universiteit van Birmingham, gebruikte Rayleigh-golven om de eerste schaalwet voor aanraakgevoeligheid te creëren. De resultaten zijn gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang .

De onderzoekers maken deel uit van een Europees consortium (H-Reality) dat de theorie al gebruikt om nieuwe Virtual Reality-technologieën te ontwikkelen die de tastzin incorporeren.

Rayleigh-golven worden gecreëerd door botsingen tussen objecten en er wordt algemeen aangenomen dat ze alleen langs oppervlakken reizen. Het team ontdekte dat als het op aanraking aankomt, de golven reizen ook door huid- en botlagen en worden opgepikt door de aanraakreceptorcellen van het lichaam.

Met behulp van wiskundige modellering van deze aanraakreceptoren lieten de onderzoekers zien hoe de receptoren zich op diepten bevonden waardoor ze konden reageren op Rayleigh-golven. De interactie van deze receptoren met de Rayleigh-golven zal per soort variëren, maar de verhouding tussen receptordiepte en golflengte blijft hetzelfde, waardoor de universele wet kan worden gedefinieerd.

De wiskunde die de onderzoekers hebben gebruikt om de wet te ontwikkelen, is gebaseerd op benaderingen die meer dan honderd jaar geleden voor het eerst werden ontwikkeld om aardbevingen te modelleren. De wet ondersteunt voorspellingen van de Nobelprijswinnaar Georg von Békésy, die als eerste suggereerde dat de wiskunde van aardbevingen zou kunnen worden gebruikt om verbanden tussen Rayleigh-golven en aanraking te onderzoeken.

Het team ontdekte ook dat de interactie van de golven en receptoren bleef bestaan, zelfs wanneer de stijfheid van de buitenste laag van de huid veranderde. Het vermogen van de receptoren om te reageren op Rayleigh-golven bleef onveranderd ondanks de vele variaties in deze buitenste laag veroorzaakt door, leeftijd, geslacht, beroep, of zelfs hydratatie.

Dr. Tom Montenegro-Johnson, van de Wiskundeschool van de Universiteit van Birmingham, leidde het onderzoek. Hij legt uit:"Aanraking is een oerzintuig, even belangrijk voor onze oude voorouders als voor moderne zoogdieren, maar het is ook een van de meest complexe en daarom minst begrepen. Hoewel we universele wetten hebben om zicht en gehoor te verklaren, bijvoorbeeld, dit is de eerste keer dat we aanraking op deze manier hebben kunnen uitleggen."

James Andries, co-auteur van de studie aan de Universiteit van Birmingham, voegt toe:"De principes die we hebben gedefinieerd, stellen ons in staat om de verschillende ervaringen van aanraking bij een breed scala aan soorten beter te begrijpen. als u de huid van een neushoorn 5 mm inspringt, ze zouden dezelfde sensatie hebben als een mens met een vergelijkbare inkeping - alleen zouden de krachten die nodig zijn om de inkeping te produceren anders zijn. Dit is evolutionair gezien heel logisch, omdat het verband houdt met relatief gevaar en mogelijke schade."