Odciski palców – Do czego właściwie służą, oprócz utrudniania życia przestępcom?

Zapewne niewielu z nas zastanawiało się kiedykolwiek nad funkcjami, jakie mogą pełnić odciski palców. Czy one w ogóle czemukolwiek służą, poza tym, że potrafią być zgubne dla ściganych przez policję sprawców przestępstw?

Naukowcy od dłuższego czasu próbują zrozumieć, czemu natura wyposażyła człowieka w doliny i wzgórza na opuszkach palców. Jedna z teorii głosi, że odciski palców poprawiają przyczepność dłoni do różnych powierzchni, inna zaś, że usprawniają percepcję dotyku. Ale… jak jest naprawdę?

Odciski palców - Do czego służą?

Badacze na ogół zgadzają się co do tego, że jednym z zadań maleńkich dolin i szczytów na opuszkach palców jest wytwarzanie tarcia między naszymi dłońmi, a powierzchniami, których dotykamy. Jednym z dowodów popierających tą teorię jest fakt, że opuszki palców mogą działać jak opony w samochodach. Ich giętka natura pozwala dopasowywać się do powierzchni, po których się przemieszczają.

Aby przekonać się, czy rzeczywiście odciski palców mają poprawiać przyczepność naszych dłoni do różnych powierzchni, naukowcy postanowili przeprowadzić niecodzienny eksperyment. Po nałożeniu atramentu na palce uczestnika eksperymentu, badacze przeciągnęli płytkę z pleksi po jego opuszkach palców, zmieniając siłę nacisku w zależności od różnych prób, aby określić, jak duży obszar skóry przylega do szkła w różnych sytuacjach, tworząc większe, lub mniejsze tarcie i poprawiając bardziej, lub mniej przyczepność.

Co zaskakujące, eksperymenty ujawniły, że rzeczywisty obszar kontaktu palców z powierzchnią został zmniejszony przez odciski – znajdujące się na koniuszkach palców doliny nie zawsze nawiązywały kontakt z powierzchnią. Innymi słowy, w porównaniu z gładką skórą pokrywającą resztę ciała, odciski palców zmniejszają tarcie, przynajmniej na gładkich powierzchniach. Uważa się jednak nadal, że odciski palców mogą pomóc nam przyczepiać się do mokrych powierzchni. Znajdujące się w nich „kanały” odprowadzają wodę podobnie jak bieżniki opon samochodowych – aby powstrzymać nasze ręce przed ślizganiem się po wodzie.

Kilka lat temu Georges Debrégeas, biolog na Sorbonne University w Paryżu, zaczął się zastanawiać nad potencjalną rolą dotyku. W ludzkich palcach znajdują się cztery rodzaje mechanoreceptorów – komórek, które reagują na stymulację mechaniczną, taką jak dotyk. Debrégeas był szczególnie zaciekawiony pewnym rodzajem mechanoreceptorów – ciałkami Paciniana – które w opuszkach palców występują około 2 milimetrów pod powierzchnią skóry i biorą udział w percepcji drobnych tekstur. Te specyficzne receptory są szczególnie wrażliwe na delikatne wibracje o precyzyjnej częstotliwości – 200 herców – i tym samym nadają koniuszkom palców ekstremalną czułość.

Zaciekawieni tym, czy odciski palców w jakikolwiek sposób wpływają na wrażliwość dotyku, Debrégeas i jego koledzy postanowił zaprojektować biomimetyczny czujnik dotykowy, imitujący strukturę ludzkiego palca, z czujnikami wykrywającymi wibracje, podobnymi do ciałek Paciniana. Jedna wersja urządzenia była gładka, a drugą wzbogacono prążkowaną strukturą powierzchni, która miała za zadanie symulować ludzki odcisk palca. Eksperymenty, w których naukowcy przesuwali oba modele czujników po różnego rodzaju powierzchniach wykazały, że powierzchnia imitująca odciski palców wzmacniała częstotliwość drgań, na którą tak wrażliwe są ciałka Paciniana. Naukowcom udało się zatem udowodnić, że odciski palców zwiększają naszą wrażliwość dotykową kilkakrotnie. Debrégeas stwierdził, że umieszczenie odcisków palców na skórze całkowicie zmienia charakter odbieranych sygnałów (źródło 1).

Przez dziesiątki tysięcy lat ewolucji dłonie służyły nam do zdobywania pokarmów oraz ułatwiały przemieszczanie się po świecie. Duża wrażliwość na drobne tekstury może być ewolucyjnie korzystna, ponieważ ułatwia nam rozpoznanie właściwego rodzaju żywności. Wrażliwość zmysłu dotyku może pomóc nam odróżnić dobre pokarmy, od tych, które mogłyby nam zaszkodzić.

Debrégeas jest przekonany, że odciski palców mogą poprawiać zarówno wrażliwości dotyku, jak i przyczepność dłoni do różnych powierzchni:

Powodem, dla którego jesteśmy tak dobrzy w posługiwaniu się różnymi przedmiotami, jest to, że mamy wyjątkowo wrażliwy dotyk – możemy utrzymać stałą pętlę sprzężenia zwrotnego między tym, czego dotykamy, a tym, co czujemy. To pozwala nam w czasie rzeczywistym dopasowywać siłę, z jaką chwytamy dany przedmiot

Bibliografia:

1 - Live Science - Why Do We Have Fingerprints?

Kategorie