Seismiska vågor, vanligen förknippad med jordbävningar, har använts av forskare för att utveckla en universell skalningslag för känseln. Ett lag, ledd av forskare vid University of Birmingham, använde Rayleigh-vågor för att skapa den första skalningslagen för beröringskänslighet. Resultaten publiceras i Vetenskapens framsteg .

Forskarna ingår i ett europeiskt konsortium (H-Reality) som redan använder teorin för att utveckla nya Virtual Reality-teknologier som innehåller känselkänsla.

Rayleigh-vågor skapas av stötar mellan föremål och tros vanligen färdas endast längs ytor. Teamet upptäckte att när det kommer till beröring, vågorna färdas också genom lager av hud och ben och plockas upp av kroppens beröringsreceptorceller.

Med hjälp av matematisk modellering av dessa beröringsreceptorer visade forskarna hur receptorerna var lokaliserade på djup som gjorde att de kunde svara på Rayleigh-vågor. Interaktionen mellan dessa receptorer och Rayleigh-vågorna kommer att variera mellan arter, men förhållandet mellan receptordjup och våglängd förblir detsamma, gör det möjligt att definiera den universella lagen.

Matematiken som forskarna använder för att utveckla lagen är baserad på metoder som först utvecklades för över hundra år sedan för att modellera jordbävningar. Lagen stöder förutsägelser gjorda av den Nobelprisbelönade fysikern Georg von Békésy som först föreslog att matematiken för jordbävningar kunde användas för att utforska samband mellan Rayleigh-vågor och beröring.

Teamet fann också att interaktionen mellan vågorna och receptorerna kvarstod även när styvheten i det yttersta hudlagret förändrades. Receptorernas förmåga att svara på Rayleigh-vågor förblev oförändrad trots de många variationerna i detta yttre skikt orsakade av, ålder, kön, yrke, eller till och med hydrering.

Dr Tom Montenegro-Johnson, vid University of Birminghams School of Mathematics, ledde forskningen. Han förklarar:"Beröring är ett ursprungligt sinne, lika viktigt för våra gamla förfäder som det är för dagens däggdjur, men det är också en av de mest komplexa och därför minst förstådda. Medan vi har universella lagar för att förklara syn och hörsel, till exempel, det är första gången som vi har kunnat förklara beröring på det här sättet."

James Andrews, medförfattare till studien vid University of Birmingham, tillägger:"De principer vi har definierat gör det möjligt för oss att bättre förstå de olika upplevelserna av beröring bland ett brett spektrum av arter. Till exempel, om du drar in huden på en noshörning med 5 mm, de skulle ha samma känsla som en människa med en liknande fördjupning – det är bara det att krafterna som krävs för att producera fördjupningen skulle vara annorlunda. Detta är mycket vettigt i evolutionära termer, eftersom det är kopplat till relativ fara och potentiell skada."