معلومة

ما هي وظيفة حواف البشرة على أصابع الإنسان (التي تنتج بصمات الأصابع)؟

ما هي وظيفة حواف البشرة على أصابع الإنسان (التي تنتج بصمات الأصابع)؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ما هي الوظيفة التي تؤديها النتوءات الجلدية أو الشعيرية على أصابع الإنسان ، والتي يُفترض أنها انطباعات فريدة تُعرف ببصمات الأصابع؟


لقد وجدت العديد من الادعاءات المعقولة بأن بصمات الأصابع تزيد الاحتكاك. ومع ذلك ، تدعي المقالة التالية ، على الأقل في ظل ظروفهم التجريبية ، أن بصمات الأصابع تقلل بالفعل الاحتكاك مع الأسطح الملساء عن طريق تقليل منطقة التلامس.

من غير المحتمل أن تزيد بصمات الأصابع من احتكاك وسادات أصابع الرئيسيات.

يُفترض عمومًا أن بصمات الأصابع تعمل على تحسين قبضة الرئيسيات ، لكن كفاءة حوافها ستعتمد على نوع السلوك الاحتكاك الذي يظهره الجلد. ستكون الحواف فعالة في زيادة الاحتكاك للمواد الصلبة ، ولكن في المواد المطاطية فإنها تقلل الاحتكاك لأنها تقلل من منطقة التلامس. في هذه الدراسة ، درسنا الأداء الاحتكاكي لأطراف الأصابع البشرية على زجاج أكريليك جاف باستخدام آلة اختبار ميكانيكية عالمية معدلة ، وقياس الاحتكاك في مجموعة من الأحمال العادية مع قياس منطقة التلامس أيضًا. تم إجراء الاختبارات على أصابع مختلفة وأصابع بزوايا مختلفة ومقابل عرض مختلف من لوح الأكريليك لفصل تأثيرات القوة الطبيعية ومنطقة التلامس. أظهرت النتائج أن أطراف الأصابع تتصرف مثل المطاط أكثر من المواد الصلبة الصلبة. انخفضت معاملات الاحتكاك عند قوى طبيعية أعلى وكان الاحتكاك أعلى عندما تم إمساك الأصابع بشكل مسطح مقابل صفائح أوسع ، وبالتالي عندما كانت منطقة التلامس أكبر. كان إجهاد القص أكبر عند الضغوط العالية ، مما يشير إلى وجود غشاء حيوي بين الجلد والسطح. قللت بصمات الأصابع من منطقة التلامس بمقدار الثلث مقارنة بالجلد المسطح ، مما كان سيقلل من الاحتكاك ؛ هذا يلقي بظلال من الشك على وظيفتها الاحتكاكية المفترضة.

ومع ذلك ، ناقش المؤلف لاحقًا دورهم المحتمل في إمساك الأسطح الخشنة أو الرطبة:

فلماذا لدينا بصمات أصابع؟ أحد الاحتمالات هو أنها تزيد من الاحتكاك على الأسطح الخشنة مقارنة بالجلد المسطح ، لأن الحواف تنبثق في المنخفضات لهذه الأسطح وتوفر مساحة تلامس أعلى. هناك حاجة لإجراء تجارب على مواد متناقضة مع خشونة معروفة لاختبار هذا الاحتمال.

والاحتمال الثاني هو أنها تسهل جريان الماء مثل مداس إطار السيارة أو الأخاديد في أقدام ضفادع الأشجار (Federle et al. ، 2006) ، بحيث تحسن التماسك على الأسطح الرطبة. على الرغم من وجود دليل على أن الاحتكاك يقع على أصابع مغطاة بمستويات عالية من الرطوبة (Andre et al. ، 2008) ، فمن الممكن أن يسقط بسرعة أقل على أطراف الأصابع مقارنة بالجلد المسطح. مرة أخرى ، يمكن أن تختبر التجارب المناسبة هذه الفكرة.


يبدو أن هناك إجماعًا أكبر على فكرة أن بصمات الأصابع مفيدة للإحساس باللمس. فيما يلي بعض المقالات التي تناقش هذا.

تأثير اتجاه بصمات الأصابع على اهتزازات الجلد أثناء الاستكشاف اللمسي للأسطح المنسوجة.

في البشر ، يتم التوسط في الإدراك اللمسي للقوام الناعم عن طريق اهتزازات الجلد عند مسح السطح بأطراف الأصابع. يتم ترميز هذه الاهتزازات بواسطة مستقبلات ميكانيكية محددة ، وهي الكريات الباسينية (PCs) ، والتي تقع على بعد حوالي 2 مم تحت سطح الجلد. في مقال حديث ، أجرينا تجارب باستخدام مستشعر المحاكاة الحيوية الذي يشير إلى أن بصمات الأصابع (حواف البشرة) قد تلعب دورًا مهمًا في تشكيل اهتزازات الإجهاد تحت الجلد بطريقة تسهل معالجتها بواسطة قناة الكمبيوتر. نحن هنا نختبر هذه الفرضية عن طريق التسجيل المباشر لقوة احتكاك لوحة الأصابع / الركيزة الناتجة عن مسح طرف إصبع فعلي عبر سطح محكم. عندما يتم توجيه بصمات الأصابع بشكل عمودي على اتجاه المسح ، يظهر طيف هذه التعديلات حدًا أقصى واضحًا حول التردد v / ، حيث v هي سرعة المسح و فترة بصمات الأصابع. تؤكد هذه النتيجة الميكانيكية الحيوية البسيطة أهمية اكتشافنا السابق لللمسة البشرية.

دور بصمات الأصابع في ترميز المعلومات اللمسية التي تم فحصها باستخدام مستشعر المحاكاة الحيوية.

في البشر ، يتم التوسط في الإدراك اللمسي للقوام الناعم (المقياس المكاني <200 ميكرومتر) عن طريق اهتزازات الجلد المتولدة أثناء قيام الإصبع بمسح السطح. لإثبات العلاقة بين خصائص النسيج والاهتزازات تحت الجلد ، تم تصميم مستشعر اللمس الحيوي الذي تتطابق أبعاده مع أبعاد طرف الإصبع. عندما يكون سطح المستشعر منقوشًا بحواف متوازية تحاكي بصمات الأصابع ، فإن طيف الاهتزازات الناتجة عن ركائز منسوجة عشوائيًا يهيمن عليها تردد واحد يتم تعيينه بواسطة نسبة سرعة المسح إلى مسافة interridge. بالنسبة لللمسة البشرية ، يقع هذا التردد ضمن النطاق الأمثل لحساسية المؤثرات الباسينية ، التي تتوسط في ترميز القوام الناعم. وبالتالي ، قد تؤدي بصمات الأصابع اختيار طيفي وتضخيم المعلومات اللمسية التي تسهل معالجتها بواسطة مستقبلات ميكانيكية محددة.

تؤكد هذه الورقة أيضًا على سبب الطبيعة الإهليلجية لبصمات الأصابع:

في البشر ، يتم تنظيم بصمات الأصابع في دوامات بيضاوية الشكل بحيث يمكن أن تُنسب كل منطقة من أطراف الإصبع (وبالتالي كل جهاز كمبيوتر) إلى اتجاه المسح الأمثل.


لموازنة النقاش ، من منظور تطوري محايد ...

هناك ليس يجب أن يكون مباشرة الضغط الانتقائي لمساهمة سمة في النمط الظاهري المعبر عن الكائن الحي.


ثلاثة تفسيرات بديلة ومحايدة:

  1. سمات "المتجول": يمكن أن تكون (السمة) نتيجة ثانوية لمكون أكثر أهمية ترتبط وظيفته ارتباطًا مباشرًا بالبقاء على قيد الحياة. على سبيل المثال لدينا شعر ، ويحدث أن يكون لدينا لون ، فالألوان المدركة في الصبغة المحددة لشعرنا لا يتم اختيارها بقوة ، بطريقة واحدة (أشقر) أو أخرى (سمراء) ، على الأقل بشكل كبير مثل الخصائص الوظيفية الأساسية الشعر نفسه: لإبقاء أسلافنا لطيفين ودافئين. هذا يقودنا إلى ...
  2. الصفات الأثرية الموروثة عن الأجداد: بمجرد تطورها ، يمكن أن تستغرق وقتًا تطوريًا طويلاً "للتخلص منها". هذا يفسر الصفات نحن ساكن تعبر عن النمط الظاهري ، ولكن الغرض الوظيفي الأصلي هو عفا عليها الزمن اليوم. على سبيل المثال ، العصعص وجهاز الاستشعار البصري البائد ، يوجد تصميم أفضل في عيون الحبار: يجب أن تكون شبكية العين في مقدمة الفجوة الزجاجية لتجنب البقع العمياء ، "خلل" فقط نحن تافه الثدييات لديك للتعامل مع. على الأقل لدينا عقل جيد ، أليس كذلك؟ تلك النمور المزعجة ، وشيكة الانقراض ، ليس لديها أي شيء علينا. وأما هؤلاء النضنا ، فما زالوا يبيضون؟ هذا هو الحقبة الأخيرة ...
  3. الأنظمة التطورية المحايدة: الطفرات التي تكون أنماط وراثتها مدفوعة بشدة بقوة تعرف باسم الانجراف الجيني (ويكي). قصة طويلة…

ملاحظة جانبية

السمة الأكثر روعة ، في رأيي ، توجد في أسماك الكهوف العمياء. لماذا هذه السمكة لها عيون وهي لا تستطيع الرؤية؟

تخمين: أي من الإجابات المذكورة أعلاه صحيحة: 1., 2. أو 3.?


مواضيع ذات صلة:


تحرير / ق:

  • 2017-03-17: تصحيح (مجد أليسد): لقد خلطت بين التفكير في مثال عين الثدييات ، لم تكن العوامات هي السمة دون المثالية ، بل كانت نقاط عمياء. لا توجد بقعة عمياء في عيون رأسيات الأرجل.

طبقات البشرة

تتكون البشرة السميكة من خمس طبقات. بدءًا من الصفيحة القاعدية والسفر بشكل سطحي نحو السطح الظهاري ، نجد الطبقة القاعدية والطبقة الشوكية والطبقة الحبيبية والطبقة الصافية والطبقة القرنية. الرجوع إلى الشكل 2 كما نصف الطبقات في قسم من الجلد السميك.

ستراتوم باسيل

أعمق طبقة البشرة هي الطبقة القاعدية أو الطبقة الجرثومية. ترتبط هذه الطبقة المفردة من الخلايا بقوة بالصفيحة القاعدية ، التي تفصل البشرة عن النسيج الضام الرخو للأدمة المجاورة. تهيمن الخلايا الجذعية الكبيرة ، المسماة بالخلايا القاعدية ، على الطبقة القاعدية. عندما تخضع الخلايا القاعدية للانقسام ، تتشكل خلايا كيراتينية جديدة وتنتقل إلى الطبقات السطحية للبشرة. هذه الهجرة الصاعدة للخلايا تحل محل الخلايا الكيراتينية السطحية التي تتساقط على السطح الظهاري.

ينتج اللون البني للجلد عن الخلايا المنتجة للصبغة والتي تسمى الخلايا الصباغية. تنتشر الخلايا الصباغية بين الخلايا القاعدية للطبقة القاعدية. لديهم العديد من العمليات السيتوبلازمية التي تحقن الميلانين - صبغة سوداء أو بنية صفراء أو بنية - في الخلايا القاعدية في هذه الطبقة وفي الخلايا الكيراتينية للطبقات السطحية. تتراوح نسبة الخلايا الصباغية إلى الخلايا الجذعية بين 1: 4 و 1:20 حسب المنطقة التي تم فحصها. تتواجد الخلايا الصباغية بكثرة في الخدين والجبين والحلمات ومنطقة الأعضاء التناسلية.

تنتج الاختلافات في لون الجلد عن مستويات مختلفة من نشاط الخلايا الصباغية ، وليس من أعداد مختلفة من الخلايا الصباغية. المهق هو اضطراب وراثي يتميز بنقص إنتاج الميلانين لدى الأفراد المصابين بهذه الحالة توزيع طبيعي للخلايا الصباغية ، لكن الخلايا لا تستطيع إنتاج الميلانين. يصيب ما يقرب من شخص واحد من كل 10000.

تحتوي أسطح الجلد التي تفتقر إلى الشعر على خلايا طلائية متخصصة تعرف باسم خلايا ميركل (الخلايا اللمسية). توجد هذه الخلايا بين خلايا الطبقة القاعدية وهي أكثر وفرة في الجلد حيث يكون الإدراك الحسي أكثر حدة ، مثل أطراف الأصابع والشفتين. خلايا ميركل حساسة للمس ، وعند ضغطها تطلق مواد كيميائية تحفز النهايات العصبية الحسية ، وتوفر معلومات عن الأشياء التي تلامس الجلد. هناك أنواع أخرى كثيرة من مستقبلات اللمس ،
لكنها موجودة في الأدمة وسيتم عرضها في أقسام لاحقة.

الطبقة، سبينوسوم

في كل مرة تنقسم فيها الخلية القاعدية ، يتم دفع إحدى الخلايا الوليدة إلى الطبقة التالية الأكثر سطحية ، وهي الطبقة الشوكية. تتكون الطبقة الشوكية من عدة خلايا سميكة. تحتوي كل خلية كيراتينية في سبينوسوم الطبقة على حزم من خيوط البروتين التي تمتد من جانب واحد من الخلية إلى الجانب الآخر. تبدأ هذه الحزم ، التي يطلق عليها اسم Tonofibrils ، وتنتهي عند desmosome (macula adherens) الذي يربط الخلايا الكيراتينية بجيرانها. تعمل اللييفات اللونية كأقواس متقاطعة تقوي وتدعم تقاطعات الخلايا. تربط هذه الشبكة المتشابكة من الديسموسومات واللييفات اللونية جميع الخلايا الموجودة في الطبقة السفلية معًا.

تنشط الخلايا الأعمق داخل الطبقة السفلية من الناحية الانقسامية وتستمر في الانقسام ، مما يجعل الظهارة أكثر سمكًا. الخلايا الصباغية شائعة في هذه الطبقة ، وكذلك خلايا لانجرهانز (وتسمى أيضًا الخلايا المتغصنة). خلايا لانجرهانز ، التي تمثل 3-8 في المائة من الخلايا في البشرة ، هي الأكثر شيوعًا في الجزء السطحي من الطبقة الشوكية. تلعب هذه الخلايا دورًا مهمًا في تحفيز الاستجابة المناعية ضد خلايا سرطان البشرة ومسببات الأمراض التي اخترقت الطبقات السطحية للبشرة.

ستراتوم جرانولوسوم

سطحي على الطبقة الشوكية هو الطبقة الحبيبية (الطبقة الحبيبية). هذه هي الطبقة السطحية من البشرة حيث لا تزال جميع الخلايا تمتلك نواة. تتكون الطبقة الحبيبية من الخلايا الكيراتينية التي انتقلت من الطبقة الشوكية. بحلول الوقت الذي تصل فيه الخلايا إلى هذه الطبقة ، بدأت في تصنيع كميات كبيرة من بروتينات الكيراتوهيالين والكيراتين. يتراكم الكيراتوهيالين في حبيبات كيراتوهيالين كثيفة الإلكترون. تشكل هذه الحبيبات مصفوفة داخل الخلايا تحيط بخيوط الكيراتين. تحتوي خلايا هذه الطبقة أيضًا على حبيبات مرتبطة بالغشاء تطلق محتوياتها عن طريق الإفراز الخلوي ، والتي تشكل صفائح من مادة غنية بالدهون تبدأ في تغليف خلايا الطبقة الحبيبية. في الطبقات السطحية ، تشكل هذه المادة طبقة كاملة مقاومة للماء حول الخلايا تحمي البشرة ، ولكنها تمنع أيضًا انتشار العناصر الغذائية والفضلات داخل وخارج الخلايا. نتيجة لذلك ، تموت الخلايا الموجودة في الطبقات السطحية من البشرة.

غالبًا ما تؤثر العوامل البيئية على معدل تخليق الخلايا الكيراتينية للكيراتين والكيراتين. يؤدي الاحتكاك المتزايد بالجلد ، على سبيل المثال ، إلى تحفيز زيادة التوليف ، مما يؤدي إلى زيادة سماكة الجلد وتشكيل الكالس (يُطلق عليه أيضًا اسم الترقوة).

في البشر ، يشكل الكيراتين المكون الأساسي للشعر والأظافر. ومع ذلك ، فهي مادة متعددة الاستخدامات ، وتشكل أيضًا مخالب الكلاب والقطط ، وقرون الماشية ووحيد القرن ، وريش الطيور ، وقشور الثعابين ، وبلين الحيتان ، ومجموعة متنوعة من الهياكل الجلدية الأخرى المثيرة للاهتمام .

ستراتوم لوسيدوم

الطبقة الصافية هي منطقة رقيقة سطحية للطبقة الحبيبية ، ولا تظهر إلا في الجلد السميك. هنا ، تمتلئ الخلايا الكيراتينية بكثافة ببروتين واضح يسمى إيليدين. لا تحتوي الخلايا على نوى أو عضيات أخرى. هذه المنطقة لها مظهر شاحب وخالي من الملامح مع حدود خلوية غير واضحة.

الطبقة القرنية

الطبقة القرنية هي الطبقة السطحية من الجلد السميك والرقيق. يتكون من طبقات عديدة من الخلايا الميتة المفلطحة التي تمتلك غشاء بلازما سميك. تفتقر هذه الخلايا المجففة إلى عضيات ونواة ، لكنها لا تزال تحتوي على العديد من خيوط الكيراتين. نظرًا لأن الترابطات التي تم إنشاؤها في الطبقة الشائكة تظل سليمة ، فإن خلايا هذه الطبقة عادة ما تتساقط في مجموعات أو صفائح كبيرة ، وليس بشكل فردي.

تسمى الظهارة التي تحتوي على كميات كبيرة من الكيراتين بالظهارة الكيراتينية أو القرنية.

عادة ، تكون الطبقة القرنية جافة نسبيًا ، مما يجعل السطح غير مناسب لنمو العديد من الكائنات الحية الدقيقة. تتضمن صيانة هذا الحاجز طلاء السطح بإفرازات الغدد الدهنية والعرقية (تمت مناقشته في قسم لاحق). تحدث عملية التقرن في كل مكان على أسطح الجلد المكشوفة باستثناء السطح الأمامي للعينين. على الرغم من أن الطبقة القرنية مقاومة للماء ، إلا أنها ليست مقاومة للماء. يخترق الماء من السوائل الخلالية السطح ببطء ويتبخر في الهواء المحيط. هذه العملية ، التي تسمى التعرق غير المحسوس ، مسؤولة عن فقدان ما يقرب من 500 مل (حوالي 1 لتر) من الماء يوميًا.

يستغرق الأمر من 15 إلى 30 يومًا حتى تنتقل الخلية ظاهريًا من الطبقة القاعدية إلى الطبقة القرنية. عادة ما تبقى الخلايا الميتة في الطبقة القرنية المكشوفة لمدة أسبوعين قبل أن يتم التخلص منها أو غسلها بعيدًا. وهكذا ، فإن الأجزاء العميقة من الظهارة - وجميع الأنسجة الكامنة - محمية دائمًا بحاجز مكون من خلايا ميتة ودائمة وقابلة للاستهلاك.

تاريخ حياة الخلية الكيراتينية

تتقشر الخلايا الميتة باستمرار من سطح الجلد. لأنك تفقد خلايا البشرة هذه باستمرار ، يجب استبدالها باستمرار. يتم إنتاج الخلايا الكيراتينية في أعماق البشرة عن طريق انقسام الخلايا الجذعية في الطبقة القاعدية. تستمر أيضًا بعض الخلايا الكيراتينية الأعمق في العمود الفقري الطبقي في الانقسام. يتطلب الانقسام المتساوي إمدادًا وفيرًا من الأكسجين والمواد المغذية ، والتي تكتسبها هذه الخلايا العميقة من الأوعية الدموية في الأدمة القريبة.

بمجرد أن تهاجر خلايا البشرة أكثر من خليتين أو ثلاث بعيدًا عن الأدمة ، يتوقف انقسامها. عندما تتشكل الخلايا الكيراتينية الجديدة ، فإنها تدفع الخلايا الأقدم نحو السطح. في غضون 30 إلى 40 يومًا ، تشق الخلية الكيراتينية طريقها إلى السطح وتتقشر. تكون هذه الهجرة أبطأ في الشيخوخة وأسرع في الجلد المصاب أو الإجهاد. تتجدد البشرة المصابة بسرعة أكبر من أي نسيج آخر في الجسم. يؤدي الإجهاد الميكانيكي الناتج عن العمل اليدوي أو الأحذية الضيقة إلى تسريع تكاثر الخلايا الكيراتينية وينتج عنه تراكمات سميكة من الخلايا الكيراتينية الميتة على اليدين أو القدمين.

عندما يتم دفع الخلايا الكيراتينية لأعلى بواسطة الخلايا المنقسمة أدناه ، فإنها تتسطح وتنتج المزيد من خيوط الكيراتين وحويصلات طلاء الأغشية المليئة بالدهون. في الطبقة الحبيبية ، تحدث أربعة تطورات مهمة: (1) تطلق حبيبات الكيراتوهيالين بروتينًا يسمى filaggrin يربط خيوط الكيراتين الهيكلية الخلوية معًا في حزم خشنة وقاسية. (2) تنتج الخلايا طبقة صلبة من بروتينات الغلاف تحت غشاء البلازما مباشرة ، مما ينتج عنه كيس بروتيني غير قابل للتدمير تقريبًا حول حزم الكيراتين. (3) تطلق حويصلات الطلاء الغشائي خليطًا دهنيًا ينتشر على سطح الخلية ويعزلها. (4) أخيرًا ، نظرًا لأن هذه الحواجز تقطع الخلايا الكيراتينية عن إمداد المغذيات من الأسفل ، تتحلل عضياتها وتموت الخلايا ، تاركة فقط الكيس القوي المقاوم للماء الذي يحوي حزمًا خشنة من الكيراتين. تؤدي هذه العمليات ، جنبًا إلى جنب مع الوصلات الضيقة بين الخلايا الكيراتينية ، إلى وجود حاجز مائي في البشرة وهو أمر حاسم للاحتفاظ بمياه الجسم.

جلد رقيق وسميك

معظم الجسم مغطى بجلد رقيق يحتوي على أربع طبقات فقط لأن الطبقة الصافية عادة ما تكون غائبة. في الجلد الرقيق ، لا يتجاوز سمك البشرة 0.08 مم والطبقة القرنية ليست سوى بضع طبقات خلوية عميقة. الجلد السميك ، الموجود فقط على راحتي اليدين وباطن القدمين ، يحتوي على جميع الطبقات الخمس ويمكن تغطيته بـ 30 طبقة أو أكثر من الخلايا الكيراتينية. ونتيجة لذلك ، يصل سمك البشرة في هذه المواقع إلى ستة أضعاف سماكة البشرة التي تغطي سطح الجسم العام.

الحافات الجلدية

تشكل الطبقة القاعدية للبشرة حواف جلدية (تُعرف أيضًا باسم تلال الاحتكاك) تمتد إلى الأدمة ، مما يزيد من مساحة التلامس بين المنطقتين. نتوءات من الأدمة نحو البشرة ، تسمى الحليمات الجلدية (المفرد ، الحليمة) ، تمتد بين النتوءات المجاورة (الشكل 1 و 2).

تتبع ملامح سطح الجلد أنماط التلال ، والتي تختلف من أوتاد مخروطية صغيرة (في جلد رقيق) إلى فلات معقدة تظهر على الجلد السميك لراحتين وأخمص القدمين. تعمل الحواف الموجودة على راحة اليد والنعل على زيادة مساحة سطح الجلد وتعزيز الاحتكاك ، مما يضمن قبضة آمنة. يتم تحديد أشكال ريدج وراثيًا: تلك الخاصة بكل شخص فريدة ولا تتغير خلال حياته. وبالتالي يمكن لأنماط ريدج على أطراف الأصابع تحديد الأفراد.


لمعرفة المزيد عن تأثير علم الوراثة على تكوين بصمات الأصابع:

يوفر UCSB Science Line من جامعة كاليفورنيا ، سانتا باربرا معلومات حول كيفية تكوين بصمات الأصابع.

تقدم شبكة Mad Sci العديد من الأسئلة والأجوبة المتعلقة ببصمات الأصابع ، بما في ذلك علم الوراثة وتطوير الأمراض الجلدية. تم طرح الأسئلة من قبل الطلاب وأجاب عليها العلماء.

يحتوي سجل ولاية واشنطن التوأم على أسئلة وأجوبة حول بصمات التوائم المتطابقة.

يوفر OMIM.org معلومات وراثية أكثر تفصيلاً حول الجلد الجلدي والأدماتوجيليفيا.


خلايا ميركل وخصوصية جلد التلال الاحتكاكية

لا توجد نظرية محددة حتى الآن للآلية التي يتم من خلالها إنشاء نمط حواف البشرة على الأصابع والنخيل والنعل الذي يشكل أنماط جلد التلال الاحتكاكية (FRS). لفترة طويلة ، كان يُعتقد أن قوى النمو في البشرة الجنينية متورطة في تكوين FRS. تشير المزيد من الأدلة الحديثة إلى أن خلايا ميركل تلعب دورًا مهمًا في هذه العملية أيضًا. نقترح هنا نموذجًا لتشكيل أنماط FRS التي تربط خلايا ميركل بتوزيع إجهاد البشرة. يتم نمذجة خلايا ميركل كعوامل في نموذج قائم على العامل يتحرك بشكل متباين حيث يتم إنشاء تباين الخواص بواسطة موتر إجهاد البشرة. نتيجة لذلك ، يتم إنشاء أنماط التلال مع عيوب النمط كما تحدث في أنماط FRS الحقيقية. نتيجة لذلك ، نقترح لماذا تكون طوبولوجيا أنماط FRS فريدة حقًا لأن ترتيب عيوب الأنماط حساس للتكوين الأولي لخلايا ميركل.

يسلط الضوء

► نموذج لتشكيل أنماط حواف البشرة باستخدام نموذج قائم على العامل. ► يربط النموذج بين أدبيات بصمات الأصابع الكلاسيكية والمعرفة الحديثة بخلايا ميركل. ► العوامل هي خلايا ميركل التي تتفاعل في مجال إجهاد متباين الخواص. ► عيوب النمط حساسة للتوزيع العشوائي الأولي لخلايا ميركل.


تحديد بصمات الأصابع

تسمى الصور بأطراف الأصابع التي وجدها المحققون في مسرح الجريمة بعد رش المسحوق أو وضع مادة كيميائية بالبصمات الكامنة. يتكون من مزيج من العرق والزيت من الجلد يأتي بين نمط الإصبع والسطح ، وغالبًا ما تستخدم لتحديد مرتكب الجريمة.

ومع ذلك ، على عكس ما يتم تصويره غالبًا في هوليوود ، فإن الأدلة الكامنة لبصمات الأصابع ليست مضمونة ، ويمكن أن تساهم عدة عوامل في تحديد الهوية بشكل غير دقيق. أولاً ، لا توجد بصمتان أو انطباعات متشابهة على الإطلاق. ثانيًا ، غالبًا ما تكون البصمات الكامنة التي يتم جمعها في مسرح الجريمة ليست مثالية ، وغالبًا ما تكون إما بصمات جزئية أو ملطخة أو متسخة. ثالثًا ، في مرحلة ما ، يشارك الناس في العملية ، مما يجعلها بالضرورة عرضة للخطأ البشري.

ونتيجة لذلك ، فإن التعرف على بصمات الأصابع لا يخلو من منتقديها. في الواقع ، في دراسة أجريت عام 2011 شملت 169 فاحصًا كامنًا للبصمات طُلب منهم تحديد 100 زوج من بصمات الأصابع من مجموعة من 744 ، كانت 0.1 ٪ من هذه التعريفات إيجابية كاذبة - مما يعني أنه تم التعرف على الفرد على أنه قام بإجراء البصمة عندما hadn & # 8217t.

على الرغم من أن هذه نسبة صغيرة ، عندما تأخذ في الاعتبار أنه في عام 2013 ، تلقى مكتب التحقيقات الفيدرالي أكثر من 60 مليون رسالة مطبوعة ، بمعدل خطأ 0.1٪ ، كان من الممكن إنتاج 60.000 مطابقة إيجابية كاذبة (على الرغم من أنه من المفترض ، يجب أن تتطابق مع ما يصل إلى 10 مطبوعات. على عكس 2 كما في الدراسة من شأنه زيادة الدقة).

إذا أعجبك هذا المقال ، فيمكنك أيضًا الاستمتاع بالبودكاست الشهير الجديد ، The BrainFood Show (iTunes ، و Spotify ، وموسيقى Google Play ، و Feed) ، بالإضافة إلى:


لمسة للكشف عن كل شيء

طلب العلماء من ستة متطوعين ذكور لمس الزجاج. يبدو سهلا أليس كذلك؟ حسنًا ، لكن النظام معقد للغاية. من خلال التصوير بالليزر عن قرب ، لوحظ أن الحواف أطلقت رطوبة إضافية لزيادة الاحتكاك وتقوية القبضة بين الإصبع والزجاج.

ومع ذلك ، إذا تم إطلاق الرطوبة الزائدة ، يتم سد مسام العرق وحدث تبخر سريع لإزالة الرطوبة الزائدة! تكشف تقنية حجب قنوات العرق والتبخر هذه أنه بصرف النظر عن الحرص حيث نترك بصمات أصابعنا ، فإنها تشير إلى نجاحنا كمخلوقات تطورية أيضًا.

عند ملامسة أجسام صلبة وناعمة وغير منفذة ، تلعب الحواف دورًا حيويًا في توفير الثبات. يوفر نظام تنظيم الرطوبة هذا ميزة تطورية للقبضة على الرغم من الظروف الجافة أو الرطبة. لا عجب أن البشر والرئيسيات كانوا قادرين على السفر أكثر من الحيوانات الأخرى.

هذا يعني أن هناك & # 8217s نظامًا مضبوطًا بدقة يتحكم في مدى رطوبة أو جفاف أطراف أصابعنا ، والذي يعمل بشكل أساسي مثل المستشعرات.

تتفاعل أصابعنا مع أنواع مختلفة من الأسطح وتجعل المستشعرات القبضة قوية قدر الإمكان.


الغرض من بصمات الأصابع موضع تساؤل

النتوءات الوعرة على أطراف أصابعنا هي لغز تطوري.

لطالما فكر العلماء في أن بصمات الأصابع تساعد البشر على الإمساك بالأشياء عن طريق خلق الاحتكاك ، لأن بعض الرئيسيات وحيوانات الكوالا المتسلقة للأشجار لها أيضًا بصمات أصابع.

لكن وجدت دراسة جديدة أنه إذا كانت بصمات الأصابع تساعد الناس على السيطرة على الأشياء ، فليس ذلك لأنها تخلق المزيد من الاحتكاك.

قام العالم بيتر وارمان ، من جامعة مانشستر في إنجلترا ، بربط إصبعه بآلة تقيس الاحتكاك ، بينما قام معلمه رولاند إينوس بتمرير قطعة من زجاج الأكريليك ، تسمى بيرسبكس ، عبر الإصبع. ولدهشتهم ، وجدوا أنه بغض النظر عن مدى صعوبة سحب الزجاج ، فإن الاحتكاك سيزداد بالكاد.

في هذه التجارب ، باستخدام جسمين صلبين ، يجب أن يكون الاحتكاك متناسبًا مع قوة الزجاج على الإصبع ، لذلك كلما انزلق الزجاج بقوة أكبر ، يجب إنشاء المزيد من الاحتكاك. ومع ذلك ، لم يكن الإصبع يتصرف مثل مادة صلبة عادية بل كان يتصرف مثل المطاط.

بالنسبة للمطاط ، يتناسب الاحتكاك مع منطقة التلامس بين سطحين ، وليس مدى قوة الضغط معًا. عندما استخدم الباحثون شرائط زجاجية بعرض مختلف في تجربتهم ، وجدوا أن الأشرطة العريضة تنتج أكبر قدر من الاحتكاك.

نظرًا لأن أطراف أصابعنا ممتلئة وليست ناعمة ، فعندما نمسك شيئًا ما ، يكون لدينا في الواقع ملمس أقل من الجلد مما لو لم يكن لدينا بصمات أصابع. لإنشاء قبضة قوية ، يجب أن تلمس أصابعنا أكبر قدر ممكن من الشيء.

تظهر النتائج فقط أن بصمات الأصابع لا تشد قبضتنا على الأسطح الملساء. يعتقد المؤلفون أن النتوءات الموجودة على بصمات أصابعنا ربما ساعدت أسلافنا الرئيسيين على الاستيلاء على الأسطح الخشنة ، كما هو الحال عند تسلق شجرة. يمكن لبصمات الأصابع أيضًا أن تستنزف المياه من وسادات أصابعنا وتساعدنا في الحفاظ على قبضة جافة أثناء المطر.

تم نشر النتائج في عدد 12 يونيو من جريدة مجلة البيولوجيا التجريبية.


خاصية بصمة الإصبع المرتبطة ببيئة ما قبل الولادة المبكرة †

هذا المقال هو عمل حكومي أمريكي ، وعلى هذا النحو ، فهو في المجال العام في الولايات المتحدة الأمريكية.

الملخص

تحتوي بصمات الأصابع وعدد أطراف الأصابع (RCs) على مكون وراثي مهم. ومع ذلك ، فإنها تعكس أيضًا البيئة غير الحركية للحمل المبكر ، وهي نافذة زمنية مهمة لتمايز الأنسجة وتكوين الأعضاء. يتم تكوين بصمات الأصابع بشكل دائم قبل الأسبوع العشرين من الحمل ، ويرتبط RC لكل طرف إصبع بنمو وانحدار الوسادات القطنية المبكرة للجنين. الجوانب المنقارية والذيلية لبرعم الأطراف الجنينية لها علاقات مختلفة مع مقاطع الجسيدات ووظائف المنشط المورفوجين. لذلك افترضنا أن ظروف الجنين المبكرة سترتبط بتباين في RC بين الإبهام (الرقم 1) والإصبع الصغير (الرقم 5). لقد حصلنا على المنسقين المقيمين من بصمات عينة من 658 بالغًا هولنديًا تم التعرف عليهم من خلال سجلات ما قبل الولادة والتوصيل للولادات الهولندية الحضرية التي حدثت خلال 1943-1947 ، وهي حقبة تاريخية تضمنت شهورًا من الاضطراب في زمن الحرب مع المجاعة الشتوية. حسبنا متوسط ​​اختلافات RC اليمنى واليسرى بين الأرقام 1 و 5 (Md15). تذبذب Md15 فيما يتعلق بموسم التقويم الخاص بآخر دورة شهرية للأم ، ولكن فقط إذا حدث الحمل خارج فترة اضطراب وقت الحرب. إذا حدث الحمل أثناء فترة الاضطراب ، فإن التقلب الموسمي Md15 لم يكن واضحًا. تشير هذه النتيجة إلى أن العوامل البيئية الأبوية قد تؤثر على بصمات الأصابع. قد تكون فروق بصمات الأصابع التي لوحظت في حياة ما بعد الولادة مفيدة في دراسة البرمجة الأيضية أو التشريحية المتعلقة ببيئة ما قبل الولادة المبكرة. أكون. جيه هوم. Biol. ، 2008. تم النشر عام 2007 Wiley-Liss، Inc.


ما هي الحُليمات الجلدية؟ (مع الصور)

يتكون جلد الإنسان من عدة طبقات ، وتسمى الطبقة الخارجية البشرة ، والتي تقع مباشرة فوق طبقة أخرى تسمى الأدمة. الحليمات الجلدية ، التي تسمى أحيانًا أوتاد الجلد أو DP ، هي نتوءات صغيرة من طبقة الأدمة في طبقة البشرة. يخدم DP عدة وظائف ، بما في ذلك تقوية الرابطة اللاصقة بين الأدمة والبشرة ، وتقليل مخاطر الانفصال بين هاتين الطبقتين من الجلد ، وتوفير تدفق الدم إلى البشرة التي لا تحتوي على إمدادات الدم الخاصة بها. الأعصاب التي تدخل الأدمة إلى البشرة عن طريق الحليمات الجلدية تخدم أيضًا وظيفة توفير المعلومات الحسية المهمة ، وهذه الأعصاب حساسة بشكل خاص للضغط والألم والبرودة والحرارة. على اليدين والقدمين ، يظهر نمط الـ DP في شكل بصمات الأصابع ، والمعروفة أيضًا باسم النتوءات الجلدية أو الحليمية.

يُطلق على كل نتوء فردي للأدمة في البشرة اسم الحليمة الجلدية. تبدو الحليمة في شكلها مشابهة للإصبع أو الحلمة ، والكلمة مشتقة من الكلمة اللاتينية papula ، والتي تعني بثرة. يسمى جزء الأدمة حيث توجد الحليمات الجلدية أيضًا بالأدمة الحليمية أو الطبقة الحليمية. يتكون ما يقرب من 20٪ من الأدمة من هذه الطبقة الحليمية ، والتي تتكون أساسًا من النسيج الضام المرن والأوعية الدموية ومستقبلات اللمس والنهايات العصبية.

الحليمات الجلدية هي جزء مهم من تشريح الجلد. تحتوي على حلقات الأوعية الدموية والشعيرات الدموية التي تنقل الأكسجين والمواد المغذية من نظام الدم إلى البشرة ، بينما تزيل في نفس الوقت الفضلات من طبقة البشرة. تعمل البشرة بشكل أساسي كطبقة خارجية واقية ولا تحتوي على خلايا عصبية خاصة بها ، لكن الحليمات الجلدية لها نهايات عصبية متخصصة حساسة للغاية وتوفر مدخلات حسية حيوية من هذه الطبقة الخارجية من الجلد.

الحليمات الجلدية مهمة في تكوين بصيلات الشعر وتشارك في دورة نمو الشعر وتساقطه. بصيلات الشعر هي فجوة في البشرة تقع مباشرة فوق حليمة جلدية. في حالة بصيلات الشعر ، تُحاط الحليمة الجلدية بما يسمى مصفوفة الشعر ، والتي تتكون من الخلايا الظهارية ، والخلايا المنتجة للصبغة التي تساعد في تكوين الشعر نفسه بالإضافة إلى غمد الجذور الذي ينمو منه الشعر. يعد الوصول إلى الأوعية الدموية الشعرية في الحليمة الجلدية أمرًا حيويًا لتكوين الشعر ونموه.


شاهد الفيديو: عشر علامات تحذيرية لا تتجاهلها إذا ظهرت في جسمك (ديسمبر 2022).