1910年、トーマス・ジェニングスは殺人現場から逃走しましたが、彼の運命を決定づける手がかりを残しました。それは、犯行を行った家の外で、手すりの乾いた塗料に完璧に残った自分の指紋でした。
それ以来、指紋は科学捜査の重要な証拠として用いられるようになりました。
しかし、もちろんそうではありません。
もちろん、そうではありません。
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「人々は指紋について、握力を向上させるのに役立つという考えと、触覚を向上させるのに役立つという考えの2つを持っています」と語るのは、バイオメカニクスの研究者であり、英国ハル大学の生物学客員教授であるRoland Ennos氏。
エノス氏はキャリアの一部を、最初のアイデアである「指紋が握力を与える」ことの調査に費やしてきました。 これは長い間、指紋の極小の谷や山が手と触れた表面との間に摩擦を生み出すという、指導的な理論でした。
この説を裏付ける一つの証拠として、指先は自動車のゴムタイヤのような働きをしているのではないかと考えられています。 タイヤの場合は、この柔軟性に加えて、表面を飾る谷状のトレッドがあり、これによってタイヤの表面積が大きくなり、摩擦やトラクションも大きくなるのです。
このアイデアがどれほど有効なのか、実験室で調べてみました。
「タイヤのように、指の摩擦が接触面積に応じて増加するかどうかを確認したかったのです」とEnnosはLive Science誌に語っています。 そのために、研究者たちは、人の指のパッドの上で柿の木の板を引きずりながら、力を変えて試行錯誤し、指紋インクを使って、肉の部分がどれだけガラスに触れているかを調べました。
意外なことに、これらの実験によって、「谷の部分が接触していないため、実際の接触面積は指紋によって減少していた」とEnnos氏はLive Scienceに語っています。
この結果は、指紋がグリップを助けるという考えを完全に否定するものではありません。 例えば、濡れた状態の表面をグリップするのに指紋が役立つのではないかと考えられています。例えば、車のタイヤのトレッドのように、溝が水を吸い上げて、表面で手が滑らないようにするのです。 しかし、このような状況下で人間の指紋の挙動を完全に模倣することは難しいため、このアイデアを検証することは困難であるとエンノス氏は述べています。
しかし、もっと有力な説があります。それは、触覚を助けるための指紋の役割です。
数年前、物理学者から生物学者に転身したパリのソルボンヌ大学のGeorges Debrégeas氏は、人間がなぜ指紋を持つのかについて決定的な理論がないことを考えていましたが、触覚の潜在的な役割について興味を持ちました。 私たちの指には4種類の機械受容体、つまり触覚などの機械的な刺激に反応する細胞があります。 デブレギアスは、指先の皮膚表面から約0.08インチ（2ミリ）下に存在する、ある種の機械受容器である「パシニアン小体」に特に興味を持ちました。 “
これらの機械受容器は、200ヘルツという正確な周波数の微小な振動に特に敏感で、指先の非常に繊細な感覚を生み出すのに役立っています。
デブレギアスは、指紋がこの感度を高めているのではないかと考え、人間の指の構造に似せたバイオミメティックな触覚センサーを設計しました。このセンサーには、パキニアンコーパスと同様に振動を検出するセンサーが付いています。 このデバイスは、表面が滑らかなものと、人間の指紋を模した隆起状のものがあります。
人間の指先に見立てたこの装置は、人間の指紋が同じように正確な振動を皮下のセンサーに伝えていることを示唆しています。 この微細な感覚情報を増幅させることで、指紋は人間の触覚感度を何倍にも高めてくれるというわけです。 “指紋を皮膚につけることで、信号の性質が完全に変わるのです」とデブレギアスは言います。
では、このように感度の高い指先を持つことの利点は何でしょうか？
何千年もの間、私たちの手は、食べ物を見つけたり食べたり、世界を移動したりするための重要な道具でした。 これらの作業には触覚が介在しています。 デブレギアス氏は、「私たちが食感を感知して分ける必要があるのは、良い食べ物と悪い食べ物を分けるためです」と説明しています。 繊細な触覚があれば、腐ったものや感染したものを避けることができるかもしれません。
さらに、デブレゲアス氏は、チンパンジーやコアラのような他の動物にも、指紋とパシニアン小体のペアが存在することを指摘しています。彼らは食べ物を見つけるのに、触覚に部分的に依存しています。
デブレゲアス氏は、今回の実験が、指紋がこの目的のために進化したことを証明するものではないことを強調しています。
デブレゲアス氏は、今回の実験は、指紋がこの目的のために進化したことを証明するものではないと強調しています。 “
未解決の問題と新たな疑問
それでもなお、デブレゲアス氏は、指紋が触覚と握覚の両方の目的に役立つかもしれないと考えています。 “私たちが物を操作するのが得意なのは、この絶妙な触覚を持っているからです。つまり、触ったものと感じたものとの間に、常にフィードバックのループがあるのです。 これにより、対象物を握る力をリアルタイムに修正することができるのです」。
例えば、握っている時に物が滑った場合、握ったままの状態を維持するためには、表面の変化を敏感な指先で感知する必要があります。 デブレギアス氏は、私たちの繊細な触覚と正確な握力が実際に共進化した可能性があると考えています
エノス氏は、別の可能性についても考えています。 指紋が水ぶくれを防ぐのではないか、というのです。 “私の最終的な考えは、隆起がある方向に皮膚を補強し、水ぶくれができにくいようにする一方で、直角方向に皮膚が伸びるようにして、皮膚が接触するようにしているのではないかというものです。 “これはタイヤの補強材に似ています。
Ennos氏にとって、これらの多くの可能性は興味をそそるものでした。
では、どうすればいいのでしょうか。
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Originally published on Live Science.
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