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Les scientifiques mettent le doigt sur le rôle des empreintes digitales dans le toucher

Nos empreintes digitales nous permettent de sentir les textures fines qui se trouvent à une fraction de millimètres de nous. C'est ce que démontre aujourd'hui une étude financée par l'UE, dont les résultats ont été publiés dans la revue Science.

L'UE a soutenu l'étude dans...
Les scientifiques mettent le doigt sur le rôle des empreintes digitales dans le toucher
Nos empreintes digitales nous permettent de sentir les textures fines qui se trouvent à une fraction de millimètres de nous. C'est ce que démontre aujourd'hui une étude financée par l'UE, dont les résultats ont été publiés dans la revue Science.

L'UE a soutenu l'étude dans le cadre du projet MONAT («Mesure de la naturalité»), financé au titre de la ligne budgétaire NEST («New and emerging science and technology») du sixième programme-cadre (6e PC).

Notre capacité à effectuer des tâches extrêmement précises, par exemple agripper et manipuler des objets, détecter des défauts infimes à leur surface et différencier les textures, repose sur la sensibilité tactile du bout de nos doigts.

L'information tactile est détectée, puis transmise au cerveau au moyen de plusieurs terminaisons nerveuses spécifiques. Les textures épaisses, dont les dimensions sont supérieures à 200 micromètres (un cinquième de millimètre, soit environ l'épaisseur d'un cheveu) sont décelées par des mécanorécepteurs. Les textures plus fines sont détectées par les corpuscules de Pacini, sensibles aux vibrations générées lorsque le bout du doigt passe sur une surface. Ces corpuscules sont reliés à des récepteurs sensoriels qui transmettent l'information au cerveau.

Dans cette étude, les scientifiques ont analysé le rôle des dermoglyphes (ou empreintes digitales) dans la transmission d'informations concernant les textures aux corpuscules de Pacini. Pour ce faire, ils ont créé un détecteur tactile mécanique de la taille d'un bout de doigt humain. Le détecteur était recouvert d'un «capuchon» élastique et extensible. La surface du «capuchon» peut être lisse ou recouverte de sillons afin de reproduire les dermoglyphes humains.

Lorsque l'on déplace le détecteur sur des surfaces de différents motifs et textures, les sillons semblent amplifier et filtrer certaines fréquences de vibration afin de produire un signal qui correspond au spectre de sensibilité des corpuscules de Pacini. Le détecteur lisse n'a pas engendré le même effet.

Selon les chercheurs, ce processus d'amplification du signal dépend principalement de l'orientation des sillons selon la direction du mouvement du doigt. Les fausses empreintes utilisées au cours de l'expérience étaient de simples sillons parallèles, orientés perpendiculairement à la direction du mouvement.

Néanmoins, les chercheurs font remarquer que les sillons de vraies empreintes digitales sont plutôt organisés en tourbillons elliptiques. En d'autres termes, chaque région des empreintes digitales (et par conséquent, chaque corpuscule de Pacini) est aligné en fonction de la direction de détection.

«Davantage de travaux sont nécessaires en vue d'élucider l'impact de ce phénomène sur les procédures de l'exploration (la trajectoire des bouts des doigts et la zone de contact) utilisées par les hommes lors des tâches d'évaluation de la texture», expliquent les chercheurs.

La création d'un doigt artificiel constituait l'aspect le plus important du projet MONAT, qui a débuté en 2006 et devrait s'achever d'ici la fin de l'année. Le projet a pour objectif de comprendre la manière dont l'être humain utilise la vue et le toucher pour identifier les matières et tissus naturels et synthétiques.

Cette question revêt une grande importance du point de vue commercial. En effet, de nombreux produits fabriqués à partir de tissus naturels, tels que la soie, le cashmere, le cuir ou le chêne par exemple, sont considérés comme des produits de luxe. La conception des versions synthétiques ayant la même apparence et offrant la même sensation au toucher que les originaux constitue un réel défi. Les informations générées par le projet MONAT permettront aux experts de relever le défi et de créer des produits qui seront non seulement moins coûteux et offriront la résistance des matières synthétiques, mais qui auront également la même apparence et la même sensation au toucher que les matières et tissus originaux.

Source: Science

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