Британские ученые вывели универсальный закон масштабирования чувствительности к прикосновениям. Закон основан на взаимодействии волн Рэлея с подкожными рецепторами, а примененный математический подход ранее использовался для описания землетрясений. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Волны Рэлея возникают в результате столкновения между объектами и распространяются по поверхности. Исследователи из Бирменгемского университета обнаружили, что аналогичные волны распространяются сквозь кожу при прикосновении и улавливаются рецепторами. Применив методы математического моделирования, ученые показали, что рецепторы кожи расположены на глубине, которая позволяет им реагировать на волны Рэлея. Форма взаимодействия с волнами различается в зависимости от типа рецептора. Однако соотношение глубины рецептора к длине волны остается постоянным, что позволяет вывести универсальный закон масштабирования ощущения прикосновений.

Математический подход, использованный авторами статьи, впервые был разработан более ста лет назад для моделирования землетрясений. Ученые также обнаружили, что взаимодействие волн и рецепторов сохраняется даже при изменении жесткости внешнего слоя кожи и множества его вариаций, связанных с полом, возрастом или профессией.

«Принципы, которые мы определили, позволяют лучше понять, как ощущают прикосновения самые разные виды животных. Если вы сделаете углубление на коже носорога глубинной 5 мм, он будет чувствовать то же, что и человек с аналогичным углублением, просто силы, необходимые для такого воздействия, будут разными. Этот факт крайне важен с эволюционной точки зрения», — рассказывает соавтор работы Джеймс Эндрюс.