Úterý 5. března 2024, svátek má Kazimír
130 let

Lidovky.cz

Umělý prst vysvětluje otisky

Česko

Uspořádání rýh na našich prstech umožňuje posoudit tvar ohmatávaného předmětu

Papilární linie na našich prstech zlepšují funkci hmatu, ukazují v nové studii francouzští badatelé.

Zločinci mohou lehce dojít k přesvědčení, že papilární linie na prstech jsou jen k vzteku, protože dovolují identifikaci pachatelů trestných činů podle otisků prstů.

Vědci si ale lámali nad účelem papilárních linií hlavu po dlouhá léta. K čemu jsou dobré? Podle některých odborníků nám usnadňují držení hladkých předmětů. Zvyšují tření podobně jako vzorek pneumatiky na hladkém asfaltu.

Zastánci konkurenční teorie byli přesvědčeni, že papilární linie zvyšují citlivost hmatu. Někteří vědci byli ochotní ke kompromisu a přiznávali papilárním liniím obě funkce.

Nejnovější výzkum francouzských vědců vedených Alexis Prevostovou a Georgesem Debrégeasem z pařížské École Normale Supérieure nabízí přesvědčivé důkazy o tom, že papilární linie sehrávají významnou roli v hmatu. Výsledky jejich bádání zveřejnil na svých stránkách vědecký časopis Science.

Umělá špička na skle Francouzští vědci použili pro výzkum senzor, který byl pokryt uměle vytvořeným otiskem lidského prstu. Materiál měl mechanické vlastnosti lidské pokožky. Prevostová a Debrégeas přejížděli umělou špičkou prstu po skle s jemnými drážkami a pomocí senzoru zaznamenávali vibrace vznikající v otisku.

Pro srovnání podrobili stejné zkoušce i senzor pokrytý hladkým materiálem bez uměle vytvořených papilárních linií. Ukázalo se, že senzor vybavený umělým otiskem prstu zaznamenal mnohem – dokonce až stokrát – silnější vibrace než senzor pouze s hladkým povrchem. Pokud se senzor s otiskem pohyboval po povrchu skla rychlostí, s níž obvykle přejíždíme prsty po ohmatávaných předmětech, vznikaly vibrace o frekvenci, na jakou jsou vysoce citlivá speciální hmatová tělíska v kůži na špičkách našich prstů.

Příroda mohla člověku zvýšit citlivost hmatu dvěma zcela odlišnými způsoby. První spočívá v dokonalejším zpracování nervového signálu přicházejícího z hmatových tělísek do mozku. Nervový systém je natolik výkonný, že dokáže signál vyčistit od šumu a zesílit jej. Evoluce se však zjevně ubírala naprosto odlišnou cestou a postarala se, aby hmatová tělíska dostávala signál už zesílený a optimalizovaný. Práce francouzských vědců vysvětluje, proč jsou papilární linie uspořádány do eliptických obrazců. Dovolují nám posoudit povrch ohmatávaného předmětu bez ohledu na to, kterým směrem se špičky našich prstů pohybují. Lidským vývojem zvolený tvar zaručuje, že pokaždé jsou aspoň některé linie nastaveny kolmo ke směru pohybu prstu.

Záhadou pro vědce zůstávají papilární linie na prstech makaků. Tyto opice je mají uspořádány rovnoběžné s osou prstu. Je možné, že oválné papilární linie člověka představují evoluční inovaci pro dokonalejší hmat. Nelze však vyloučit ani to, že makaci mají v prstech stejný cit jako lidé, protože hmatají nějakým jiným způsobem.

***

Užitečné matlání po skle

Klíčovou součástí pokusu francouzských vědců byl umělý prst tvořený senzorem snímající sílu (1) přikrytý „čepičkou“ s elastického materiálu (2), jejíž povrch byl buď hladký, nebo zvrásněný souběžnými rýhami. Přes prst se pohybovala konstantní rychlostí skleněná deska (3). Vědci pak sledovali sílu působící na „umělý prst“. Ukázalo se, že rýhování povrchu prstu zvyšovalo kvalitu výstupu ze senzoru.

Autor: