Sur la véritable utilité de nos empreintes digitales

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Des chercheurs ont découvert qu’en régulant le niveau d’humidité, nos empreintes digitales jouent un rôle essentiel dans notre capacité à saisir des objets.

Les empreintes digitales sont propres aux primates et, accessoirement, aux koalas, et les scientifiques se sont longtemps demandé pourquoi elles ont évolué, et en particulier quels avantages elles présentent par rapport aux coussinets lisses que l’on trouve sur des animaux comme les chats ou les ours.

Ces zones de microsillons, que l’on trouve au bout des doigts et des orteils, sont constituées de minuscules « vagues » de peau appelées crêtes épidermiques ou dermatoglyphes. Par rapport à la peau lisse, elles présentent une densité beaucoup plus importante de glandes sudoripares, qui ont curieusement tendance à réagir à l’anxiété et aux états émotionnels plutôt qu’aux changements de température.

Une nouvelle étude menée par l’Université nationale de Séoul (SNU), en Corée du Sud, a révélé que ces crêtes interagissent avec nos glandes sudoripares pour réguler la friction entre notre peau et un objet, nous donnant ainsi la possibilité de saisir une variété de surfaces différentes.

Selon les chercheurs dans leur étude :

Ce travail démontre que l’influence profonde de la friction dans la manière dont nous percevons les attributs tactiles d’un objet.

Lors du contact avec des objets solides, les crêtes sont importantes pour la préhension et la manipulation de précision en régulant les niveaux d’humidité, qu’ils proviennent de sources externes ou des pores de la sueur, de sorte que la friction est maximisée et que le glissement catastrophique est inhibé.

L’équipe, dirigée par Seoung-Mok Yum du SNU, a utilisé des techniques d’imagerie spectroscopique et tomographique pour étudier le comportement de l’humidité sur le bout d’un doigt en contact avec une surface de verre.

Lorsque le bout du doigt était initialement sec, il sécrétait de la sueur et augmentait ainsi la friction jusqu’à ce qu’un contact étroit entre les crêtes épidermiques et le verre bloque les glandes sudoripares. Lorsque le bout du doigt était initialement humide, les « vallées » entre les crêtes agissaient comme des canaux de fluide pour aider à l’évaporation de l’excès d’humidité.

Au cours d’une série d’expériences, l’équipe a montré que le bout du doigt ajustait les niveaux d’humidité en les augmentant ou en les diminuant afin de maximiser la friction entre le doigt et une surface.

A partir de l’étude : les sillons d’un doigt lors de la préhension d’un objet. (Seoung-Mok Yum  et Col./ PNAS)

Les chercheurs de conclure :

L’abondance de glandes sudoripares à faible débit et de sillons épidermiques a donné aux primates l’avantage évolutif, dans des conditions sèches et humides, de capacités de manipulation et de locomotion dont ne disposent pas les autres animaux.

Mais de comprendre les mécanismes sous-jacents de notre préhension n’est pas seulement un problème évolutif intéressant.

Dans un contexte plus large, les auteurs notent que cette recherche « contribuera au développement de capteurs tactiles plus réalistes, par exemple, en robotique et en prothétique, et aussi de systèmes de rétroaction haptique, par exemple pour les écrans tactiles et les environnements de réalité virtuelle« .

L’étude publiée dans The Proceedings of the National Academy of Sciences : Fingerprint ridges allow primates to regulate grip.