《Nature | 克劳斯小体是性行为的生殖器振动触觉传感器》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-06-22
  • 2024年6月19日,哈佛大学医学院 David Ginty、齐立君等人在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为Krause corpuscles are genital vibrotactile sensors for sexual behaviours 的研究论文。

    我们有着灵敏的触觉,这依赖皮肤中的神经末梢,例如,无毛皮肤区域(指尖、嘴唇等)的迈斯纳小体(Meissner corpuscles)是轻触感知的基础,支持精细的触觉感知。而在有毛皮肤区域,毛囊相关纵向披针形末端复合体介导对毛发偏转的感知。尽管我们对与无毛皮肤和有毛皮肤相关的体感末端器官已经有了深入的了解,但对哺乳动物生殖器内感觉结构的生理特性和功能尚不清楚。

    该研究发现,阴蒂中的克劳斯小体密度远高于阴茎(15倍),此外,阴蒂中的克劳斯小体密度是手指尖迈斯纳小体密度的3倍。研究团队利用他们之前开发的小鼠遗传学工具,研究团队识别出两种不同的体感神经元亚型,它们分别支配阴蒂和阴茎的克劳斯小体,并向脊髓的独特感觉终末区投射。在体电生理学和钙成像实验显示,两种克劳斯小体传入纤维类型都是A型快速适应低阈值机械感受器,对施加到阴蒂或阴茎上的动态、轻触和机械振动(40-80赫兹)具有最佳的调谐性。功能上,选择性光遗传激活克劳斯小体传入终末可引起雄性小鼠阴茎勃起,引起雌性小鼠阴道收缩,而克劳斯小体的遗传缺失会损害雄性小鼠的性行为,并降低雌性小鼠的性接受性。

    因此,生殖器中的克劳斯小体是高度敏感的机械振动探测器,可调节两性交配行为,这一发现不仅解开了一个160多年的谜团,也可能解释了为什么振动具有性刺激作用。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-024-07528-4
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  • 《清华制备关键性能指标优越的柔性触觉传感器》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2020-03-20
    • 国际著名材料期刊《Advanced Functional Materials》正式刊出了清华大学材料学院刘锴课题组《多用途的超灵敏、低电压驱动的非对称离子传感凝胶》(Ultrasensitive, Low-Voltage Operational, and Asymmetric Ionic Sensing Hydrogel for Multipurpose Applications)的研究论文。该研究开发了一种新的柔性触觉传感机理并制备了关键性能指标优越的柔性触觉传感器,并被选为当期的back cover论文。 目前绝大多数的柔性触觉传感器主要通过基于压阻效应、电容效应、压电效应和摩擦电效应等依赖于电子行为的机制进行设计和实现,虽然能够应用在电子皮肤和可穿戴器件等领域,但与生物体内基于离子行为的传感机制仍然存在差异。为了模拟和兼容生物组织内的重要活动,研究电子器件和生物组织相互作用,并扩展柔性触觉传感器在仿生机器人和生物电子学等领域的应用,近年来对基于水凝胶材料的新型柔性触觉传感器的研究逐渐受到人们的重视。然而,这类柔性触觉传感器通常利用电容效应引起的离子运动作为压力响应机理,其压敏性能距离实际应用尚有一定差距。因此,迫切需要开发出基于新机理的高性能柔性水凝胶触觉传感器。 针对这一关键问题,清华大学材料学院刘锴副教授、西安交通大学张磊教授与清华大学材料学院伍晖副教授、化学系张莹莹副教授、物理系范守善院士等课题组紧密合作,利用类似于生物组织的水凝胶材料,设计并制备了负载有银纳米颗粒、具有非对称表面结构的丙烯酸水凝胶复合物——AISH(Asymmetric Ionic Sensing Hydrogel),从而构建出基于以非对称界面化学反应和离子电流传导作为压力传感机理的高性能柔性触觉传感器。实验证明,由于凝胶非对称的表面结构设计,器件会自发产生一个很小的电动势。通过调节外电路电压,使之与器件自发产生的电动势相匹配,可以调控电路的初始电流达到一个极小的值。另外,器件的两个铜箔电极与凝胶界面处的银离子可以发生非对称的化学置换反应,当器件受到压力作用时,会极大地改变离子传导电流,使器件具有高度的灵敏性。经过试剂配比优化,该凝胶器件具备超高灵敏度(171 kPa-1)、超低检测限(0.075 Pa)、较低的工作电压(0.02 V)和长使用寿命(循环使用1500次以上),并可以精准地记录脉搏信号和声压信号,而且可以在埋入水下时探测水面的微小波动,具有超灵敏的检测能力和宽广的适用范围。 这一工作成功制备了一类基于化学反应和离子传导新机理的高性能柔性触觉传感器件,证明了这种器件在生物电子学相关领域的实际应用价值,在获得高性能柔性触觉传感器的同时佐证了基于界面化学反应的压力传感机理的可行性。 清华大学材料学院为该论文第一完成单位。该论文第一作者为清华材料学院访问学生、西安交通大学博士研究生丁翰元;通讯作者为刘锴副教授和张磊教授。该工作得到了国家自然科学基金、教育部霍英东基金等科学项目的支持。
  • 《汉威科技柔性触觉传感器,开启仓储物流工业机器人“类人感知”》

    • 来源专题:智能制造
    • 编译者:icad
    • 发布时间:2025-03-07
    • 在全球物流行业快速发展的背景下,仓储物流作为供应链的核心环节,正面临劳动力短缺、效率低下、设备适应性不足和智能化水平有限等挑战。传统仓储模式依赖人工操作,错误率高且成本攀升,而消费者对物流时效性和服务质量的要求却不断提高。仓储物流行业企业亟需一种既能提升效率又能降低成本的解决方案,以应对日益复杂的仓储物流需求。 在这一背景下,人形机器人凭借其高度灵活性和智能化能力,正在成为仓储物流行业转型升级的关键力量。尤其是分拣、搬运等环节,具有柔性触觉传感器的人形机器人不仅能够解决行业痛点,更将推动仓储物流向更高效、更智能的方向发展。 柔性触觉传感器赋予机器人精准的感知能力,使其能够感知物体的形状、质地和压力,实现精准抓取和放置,大幅降低错误率并提升作业效率。同时,人形机器人通过灵活的多关节设计和先进的运动控制算法,能够轻松处理不同形状、重量和材质的物品,适应多样化的仓储场景,解决了传统自动化设备适应性不足的问题。随着技术的不断进步,配备柔性触觉传感器的人形机器人有望成为推动仓储物流行业向更高效、更智能方向发展的核心力量,帮助企业应对劳动力成本上升和消费者需求升级的双重挑战。 在这一领域,国外相关企业正在初步探索柔性触觉传感器在医疗机器人、工业自动化等领域的应用。如今,国内许多科技企业也在积极探索与创新。作为国内最早布局柔性触觉传感器的企业之一,汉威科技已经在该领域取得了显著成果,产品性能及研产能力可达国际先进水平,其传感器技术已从工业安全、环境监测等传统领域,延伸至人形机器人代表的具身智能赛道。 汉威科技的柔性触觉传感器、惯性测量单元、六维力传感器等可以为人形机器人提供全面的环境感知与本体状态监测支持。其中,柔性触觉传感器作为电子皮肤的核心组件,能够为机器人执行复杂、精细的动作提供精准的感知基础,使其能够更好地适应多变的环境和任务需求。惯性测量单元则用于感知机器人的空间方位和运动姿态,帮助机器人在动态环境中保持身体平衡,确保其运动的稳定性和协调性。汉威科技的相关传感器在性能、研产能力方面都处于国内前沿水平,其将作为重要的感知基础,与AI大模型、运动执行器等多种技术深度融合,助力其在仓储物流领域的落地应用。 当机械臂的刚性逻辑遇见触觉感知的柔性智慧,仓储物流业正在经历从“机器换人”到“智能创值”的范式转换。人形机器人在仓储物流中的应用不仅是技术进步的体现,更是行业发展的必然趋势。随着技术的成熟和成本的降低,人形机器人将帮助仓储物流行业企业实现效率提升、成本优化和智能化转型。在这一过程中,汉威科技等传感器企业的技术创新将为行业注入新的活力,共同开启仓储物流智能化转型的新篇章。