951 resultados para 110901 Autonomic Nervous System
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Background: The effects of renal denervation on cardiovascular reflexes and markers of nephropathy in diabetic-hypertensive rats have not yet been explored. Methods: Aim: To evaluate the effects of renal denervation on nephropathy development mechanisms (blood pressure, cardiovascular autonomic changes, renal GLUT2) in diabetic-hypertensive rats. Forty-one male spontaneously hypertensive rats (SHR) similar to 250 g were injected with STZ or not; 30 days later, surgical renal denervation (RD) or sham procedure was performed; 15 days later, glycemia and albuminuria (ELISA) were evaluated. Catheters were implanted into the femoral artery to evaluate arterial pressure (AP) and heart rate variability (spectral analysis) one day later in conscious animals. Animals were killed, kidneys removed, and cortical renal GLUT2 quantified (Western blotting). Results: Higher glycemia (p < 0.05) and lower mean AP were observed in diabetics vs. nondiabetics (p < 0.05). Heart rate was higher in renal-denervated hypertensive and lower in diabetic-hypertensive rats (384.8 +/- 37, 431.3 +/- 36, 316.2 +/- 5, 363.8 +/- 12 bpm in SHR, RD-SHR, STZ-SHR and RD-STZ-SHR, respectively). Heart rate variability was higher in renal-denervated diabetic-hypertensive rats (55.75 +/- 25.21, 73.40 +/- 53.30, 148.4 +/- 93 in RD-SHR, STZ-SHR-and RD-STZ-SHR, respectively, p < 0.05), as well as the LF component of AP variability (1.62 +/- 0.9, 2.12 +/- 0.9, 7.38 +/- 6.5 in RD-SHR, STZ-SHR and RD-STZ-SHR, respectively, p < 0.05). GLUT2 renal content was higher in all groups vs. SHR. Conclusions: Renal denervation in diabetic-hypertensive rats improved previously reduced heart rate variability. The GLUT2 equally overexpressed by diabetes and renal denervation may represent a maximal derangement effect of each condition.
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The purpose of this study was to test the hypotheses that in obese children: 1) hypocaloric diet (D) improves both heart rate recovery at 1 min (Delta HRR1) cfter an exercise test, and cardiac autonomic nervous system activity (CANSA) in obese children; 2) Diet and exercise training (DET) combined leads to greater improvement in both Delta HRR1 after an exercise test and in CANSA, than D alone. Moreover, we examined the relationships among Delta HRR1, CANSA, cardiorespiratory fitness and anthropometric variables (AV) in obese children submitted to D and to DET. 33 obese children (10 +/- 0.2 years; body mass index (BMI) >95(th) percentile) were divided into 2 groups: D (n = 15; BMI = 31 +/- 1 kg/m(2)) and DET (n = 18; 29 +/- 1 kg/m(2)). All children performed a maximal cardiopulmonary exercise test on a treadmill. The Delta HRR1 was defined as the difference between heart rate at peak and at 1-min post-exercise. CANSA was assessed using power spectral analysis of heart rate variability at rest. The sympathovagal balance (low frequency and high frequency ratio, LF/HF) was measured. After interventions, all obese children showed reduced body weight (P < 0.05). The D group did not improve in terms of peak VO(2), Delta HRR1 or LF/HF ratio (P > 0.05). In contrast, the DET group showed increased peak VO(2) (P = 0.01) and improved Delta HRR1 (Delta HRR1 = 37.3 +/- 2.6; P = 0.01) and LF/HF ratio (P = 0.001). The DET group demonstrated significant relationships among Delta HRR1, peak VO(2) and CANSA (P < 0.05). In conclusion, DET, in contrast to D, promoted improved Delta HRR1 and CANSA in obese children, suggesting a positive influence of increased levels of cardiorespiratory fitness by exercise training on cardiac autonomic activity.
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Introduction: Among patients with congestive heart failure (CHF) both obstructive and central sleep apnea (SA) are associated with increased sympathetic activity. However, the day-night pattern of cardiac autonomic nervous system modulation in CHF patients with and without sleep apnea is unknown. Material and methods: Twenty-five CHF patients underwent polysomnography with simultaneous beat-to-beat blood pressure (Portapres), respiration and electrocardiogram monitoring. Patients were divided according to the presence (SA, n=17) and absence of SA (NoSA, n=8). Power spectral analyses of heart rate variability (HRV) and spontaneous baroreflex sensitivity (BRS) were determined in periods with stable breathing while awake at 6 AM, 10 AM, 10 PM, as well as during stage 2 sleep. In addition, muscle sympathetic nerve activity (MSNA) was evaluated at 10 AM. Results: RR variance, low-frequency (LF), high-frequency (HF) powers of HRV, and BRS were significantly lower in patients with SA compared with NoSA in all periods. HF power, a marker of vagal activity, increased during sleep in patients with NoSA but in contrast did not change across the 24-hour period in patients with SA. MSNA was significantly higher in patients with SA compared with NoSA. RR variance, LF and HF powers correlated inversely with simultaneous MSNA (r=-0.64, -0.61, and -0.61 respectively; P < 0.01). Conclusions: Patients with CHF and SA present a reduced and blunted cardiac autonomic modulation across the 24-hour period. These findings may help to explain the increased cardiovascular risk in patients with CHF and SA. (C) 2009 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.
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The autonomic nervous system and especially the intracardiac autonomic nervous system is involved in Chagas' disease. Ganglionitis and periganglionitis were noted in three groups ofpatients dying with Chagas'disease: 1) Those in heart failure; 2) Those dying a sudden, non violent death and; 3) Those dying as a consequence ofaccidents or homicide. Hearts in the threegroups also revealed myocarditis and scattered involvement of intramyocardial ganglion cells as well as lesions of myelinic and unmyelinic fibers ascribable to Chagas'disease. In mice with experimentally induced Chagas' disease weobserved more intensive neuronal lesions of the cardiac ganglia in the acute phase of infection. Perhaps neuronal loss has a role in the pathogenesis of Chagas cardiomyopathy. However based on our own experience and on other data from the literature we conclude that the loss of neurones is not the main factor responsible for the manifestations exhibited by chronic chagasic patients. On the other hand the neuronal lesions may have played a role in the sudden death ofone group of patients with Chagas'disease but is difficult to explain the group of patients who did not die sudderly but instead progressed to cardiac failure.
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Lesions involving the sympathetic (para-vertebral ganglia) and para-sympathetic ganglia of intestines (Auerbach plexus) and heart (right atrial ganglia) were comparatively analyzed in mice infected with either of three different strain types of Trypanosoma cruzi, during acute and chronic infection, in an attempt to understand the influence of parasite strain in causing autonomic nervous system pathology. Ganglionar involvement with neuronal destruction appeared related to inflammation, which most of the times extended from neighboring adipose and cardiac, smooth and striated muscular tissues. Intraganglionic parasitism was exceptional. Inflammation involving peripheral nervous tissue exhibited a focal character and its variability in the several groups examined appeared unpredictable. Although lesions were generally more severe with the Y strain, comparative qualitative study did not allow the conclusion, under the present experimental conditions, that one strain was more pathogenic to the autonomic nervous system than others. No special tropism of the parasites from any strain toward autonomic ganglia was disclosed.
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Angiotensin (Ang) II has for long been identified as a neuropeptide located within neurons and pathways of the central nervous system involved in the control of thirst and cardio-vascular homeostasis. The presence of Ang II in ganglionic neurons of celiac, dorsal root, and trigeminal ganglia has only recently been described in humans and rats. Ang II-containing fibers were also found in the mesenteric artery and the heart, together with intrinsic Ang II-containing cardiac neurons. Ganglionic neurons express angiotensinogen and co-localize it with Ang II. Its intraneuronal production as a neuropeptide appears to involve angiotensinogen processing enzymes other than renin. Immunocytochemical and gene expression data suggest that neuronal Ang II acts as a neuromodulatory peptide and co-transmitter in the peripheral autonomic, and also sensory nervous system. Neuronal Ang II probably competes with humoral Ang II for effector cell activation. Its functional role, however, still remains to be determined. Angiotensinergic neurotransmission in the autonomic nervous system is a potential new target for therapeutic interventions in many common diseases such as essential hypertension, heart failure, and cardiac arrhythmia.
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The medical records of ten pediatric patients with a clinical diagnosis of tetanus were reviewed retrospectively. The heart rate and blood pressure of all tetanus patients were measured noninvasively every hour during the first two weeks of hospitalization. Six of ten tetanus patients presented clinical evidence of sympathetic hyperactivity (group A) and were compared with a control group consisting of four children who required mechanical ventilation for diseases other than tetanus (group B). Heart rate and blood pressure simultaneously and progressively increased to a maximum by day 7. The increase over baseline was 43.70 ± 11.77 bpm (mean ± SD) for heart rate (P<0.01) and 38.60 ± 26.40 mmHg for blood pressure (P<0.01). These values were higher and significantly different from those of the control group (group B) at day 6, which had an average heart rate increase over baseline of 19.35 ± 12.26 bpm (P<0.05) and blood pressure of 10.24 ± 13.30 mmHg (P<0.05). By the end of the second week of hospitalization, in group A the increase of systolic blood pressure over baseline had diminished to 9.60 ± 15.37 mmHg (P<0.05), but the heart rate continued to be elevated (27.80 ± 33.92 bpm, P = NS), when compared to day 7 maximal values. The dissociation of these two cardiovascular variables at the end of the second week of hospitalization suggests the presence of asymmetric cardiac and vascular sympathetic control. One possible explanation for these observations is a selective and delayed action of tetanus toxin on the inhibitory neurons which control sympathetic outflow to the heart.
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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
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Dysfunction of Autonomic Nervous System (ANS) is a typical feature of chronic heart failure and other cardiovascular disease. As a simple non-invasive technology, heart rate variability (HRV) analysis provides reliable information on autonomic modulation of heart rate. The aim of this thesis was to research and develop automatic methods based on ANS assessment for evaluation of risk in cardiac patients. Several features selection and machine learning algorithms have been combined to achieve the goals. Automatic assessment of disease severity in Congestive Heart Failure (CHF) patients: a completely automatic method, based on long-term HRV was proposed in order to automatically assess the severity of CHF, achieving a sensitivity rate of 93% and a specificity rate of 64% in discriminating severe versus mild patients. Automatic identification of hypertensive patients at high risk of vascular events: a completely automatic system was proposed in order to identify hypertensive patients at higher risk to develop vascular events in the 12 months following the electrocardiographic recordings, achieving a sensitivity rate of 71% and a specificity rate of 86% in identifying high-risk subjects among hypertensive patients. Automatic identification of hypertensive patients with history of fall: it was explored whether an automatic identification of fallers among hypertensive patients based on HRV was feasible. The results obtained in this thesis could have implications both in clinical practice and in clinical research. The system has been designed and developed in order to be clinically feasible. Moreover, since 5-minute ECG recording is inexpensive, easy to assess, and non-invasive, future research will focus on the clinical applicability of the system as a screening tool in non-specialized ambulatories, in order to identify high-risk patients to be shortlisted for more complex investigations.
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The risk of sudden death is increased in athletes with a male predominance. Regular physical activity increases vagal tone, and may protect against exercise-induced ventricular arrhythmias. We investigated training-related modulations of the autonomic nervous system in female and male endurance athletes. Runners of a 10-mile race were invited. Of 873 applicants, 68 female and 70 male athletes were randomly selected and stratified according to their average weekly training hours in a low (≤4 h) and high (>4 h) volume training group. Analysis of heart rate variability was performed over 24 h. Spectral components (high frequency [HF] and low frequency [LF] power in normalized units) were analyzed for hourly 5 min segments and averaged for day- and nighttime. One hundred and fourteen athletes (50 % female, mean age 42 ± 7 years) were included. No significant gender difference was observed for training volume and 10-mile race time. Over the 24-h period, female athletes exhibited a higher HF and lower LF power for each hourly time-point. Female gender and endurance training hours were independent predictors of a higher HF and lower LF power. In female athletes, higher training hours were associated with a higher HF and lower LF power during nighttime. In male athletes, the same was true during daytime. In conclusion, female and male athletes showed a different circadian pattern of the training-related increase in markers of vagal tone. For a comparable amount of training volume, female athletes maintained their higher markers of vagal tone, possibly indicating a superior protection against exercise-induced ventricular arrhythmias.
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ABSTRACT: Recent progress in neuroscience revealed diverse regions of the CNS which moderate autonomic and affective responses. The ventro-medial prefrontal cortex (vmPFC) plays a key role in these regulations. There is evidence that vmPFC activity is associated with cardiovascular changes during a motor task that are mediated by parasympathetic activity. Moreover, vmPFC activity makes important contributions to regulations of affective and stressful situations.This review selectively summarizes literature in which vmPFC activation was studied in healthy subjects as well as in patients with affective disorders. The reviewed literature suggests that vmPFC activity plays a pivotal role in biopsychosocial processes of disease. Activity in the vmPFC might link affective disorders, stressful environmental conditions, and immune function.
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Il tatto assume un'importanza fondamentale nella vita quotidiana, in quanto ci permette di discriminare le caratteristiche fisiche di un oggetto specifico, di identificarlo e di eventualmente integrare le suddette informazioni tattili con informazioni provenienti da altri canali sensoriali. Questa è la componente sensoriale-discriminativa del tatto. Tuttavia quotidianamente il tatto assume un ruolo fondamentale durante le diverse interazioni sociali, positive, come quando abbracciamo o accarezziamo una persona con cui abbiamo un rapporto affettivo e negative, per esempio quando allontaniamo una persona estranea dal nostro spazio peri-personale. Questa componente è la cosiddetta dimensione affettiva-motivazionale, la quale determina la codifica della valenza emotiva che l'interazione assume. Questa componente ci permette di creare, mantenere o distruggere i legami sociali in relazione al significato che il tocco assume durante l'interazione. Se per esempio riceviamo una carezza da un familiare, questa verrà percepita come piacevole e assumerà un significato affiliativo. Questo tipo di tocco è comunente definito come Tocco Sociale (Social Touch). Gli aspetti discriminativi del tatto sono stati ben caratterizzati, in quanto storicamente, il ruolo del tatto è stato considerato quello di discriminare le caratteristiche di ciò che viene toccato, mentre gli aspetti affettivi sono stati solo recentemente indagati considerando la loro importanza nelle interazioni sociali. Il tocco statico responsabile dell'aspetto discriminante attiva a livello della pelle le grandi fibre mieliniche (Aβ), modulando a livello del sistema nervoso centrale le cortecce sensoriali, sia primarie che secondarie. Questo permette la codifica a livello del sistema nervoso centrale delle caratteristiche fisiche oggettive degli oggetti toccati. Studi riguardanti le caratteristiche del tocco affiliativo sociale hanno messo in evidenza che suddetta stimolazione tattile 1) è un particolare tocco dinamico che avviene sul lato peloso delle pelle con una velocità di 1-10 cm/sec; 2) attiva le fibre amieliniche (fibre CT o C-LTMRs); 3) induce positivi effetti autonomici, ad esempio la diminuzione della frequenza cardiaca e l'aumento della variabilità della frequenza cardiaca; e 4) determina la modulazione di regioni cerebrali coinvolte nella codifica del significato affiliativo dello stimolo sensoriale periferico, in particolare la corteccia insulare. Il senso del tatto, con le sue due dimensioni discriminativa e affiliativa, è quotidianamente usato non solo negli esseri umani, ma anche tra i primati non umani. Infatti, tutti i primati non umani utilizzano la componente discriminativa del tatto per identificare gli oggetti e il cibo e l'aspetto emotivo durante le interazioni sociali, sia negative come durante un combattimento, che positive, come durante i comportamenti affiliativi tra cui il grooming. I meccanismi di codifica della componente discriminativa dei primati non umani sono simili a quelli umani. Tuttavia, si conosce ben poco dei meccanismi alla base della codifica del tocco piacevole affiliativo. Pur essendo ben noto che i meccanorecettori amilienici C-LTMRs sono presenti anche sul lato peloso della pelle dei primati non umani, attualmente non ci sono studi riguardanti la correlazione tra il tocco piacevole e la loro modulazione, come invece è stato ampiamente dimostrato nell'uomo. Recentemente è stato ipotizzato (Dunbar, 2010) il ruolo delle fibre C-LTMRs durante il grooming, in particolare durante il cosiddetto swepping. Il grooming è costituito da due azioni motorie, lo sweeping e il picking che vengono eseguite in modo ritmico. Durante lo sweeping la scimmia agente muove il pelo della scimmia ricevente con un movimento a mano aperta, per poter vedere il preciso punto della pelle dove eseguire il picking, ovvero dove prendere la pelle a livello della radice del pelo con le unghie dell'indice e del pollice e tirare per rimuovere parassiti o uova di parassiti e ciò che è rimasto incastrato nel pelo. Oltre il noto ruolo igenico, il grooming sembra avere anche una importante funzione sociale affiliativa. Come la carezza nella società umana, cosi il grooming tra i primati non umani è considerato un comportamento. Secondo l'ipotesi di Dunbar l'attivazione delle C-LTMRs avverrebbe durante lo sweeping e questo porta a supporre che lo sweeping, come la carezza umana, costituisca una componente affiliativa del grooming, determinando quindi a contribuire alla sua codifica come comportamento sociale. Fino ad ora non vi è però alcuna prova diretta a sostegno di questa ipotesi. In particolare, 1) la velocità cui viene eseguito lo sweeping è compatibile con la velocità di attivazione delle fibre CT nell'uomo e quindi con la velocità tipica della carezza piacevole di carattere sociale affiliativo (1-10 cm/sec)?; 2) lo sweeping induce la stessa modulazione del sistema nervoso autonomo in direzione della modulazione del sistema vagale, come il tocco piacevole nell'uomo, attraverso l'attivazione delle fibre CT?; 3) lo sweeping modula la corteccia insulare, cosi come il tocco piacevole viene codificato come affiliativo nell'uomo mediante le proiezioni delle fibre CT a livello dell'insula posteriore? Lo scopo del presente lavoro è quella di testare l'ipotesi di Dunbar sopra citata, cercando quindi di rispondere alle suddette domande. Le risposte potrebbero consentire di ipotizzare la somiglianza tra lo sweeping, caratteristico del comportamento affiliativo di grooming tra i primati non umani e la carezza. In particolare, abbiamo eseguito 4 studi pilota. Nello Studio 1 abbiamo valutato la velocità con cui viene eseguito lo sweeping tra scimmie Rhesus, mediante una analisi cinematica di video registrati tra un gruppo di scimmie Rhesus. Negli Studi 2 e 3 abbiamo valutato gli effetti sul sistema nervoso autonomo dello sweeping eseguito dallo sperimentatore su una scimmia Rhesus di sesso maschile in una tipica situazione sperimentale. La stimolazione tattile è stata eseguita a diverse velocità, in accordo con i risultati dello Studio 1 e degli studi umani che hanno dimostrato la velocità ottimale e non ottimale per l'attivazione delle C-LTMRs. In particolare, nello Studio 2 abbiamo misurato la frequenza cardiaca e la variabilità di questa, come indice della modulatione vagale, mentre nello Studio 3 abbiamo valutato gli effetti dello sweeping sul sistema nervoso autonomo in termini di variazioni di temperatura del corpo, nello specifico a livello del muso della scimmia. Infine, nello Studio 4 abbiamo studiato il ruolo della corteccia somatosensoriale secondaria e insulare nella codifica dello sweeping. A questo scopo abbiamo eseguito registrazioni di singoli neuroni mentre la medesima scimmia soggetto sperimentale dello Studio 2 e 3, riceveva lo sweeping a due velocità, una ottimale per l'attivazione delle C-LTMRs secondo gli studi umani e i risultati dei tre studi sopra citati, ed una non ottimale. I dati preliminari ottenuti, dimostrano che 1) (Studio 1) lo sweeping tra scimmie Rhesus viene eseguito con una velocità media di 9.31 cm/sec, all'interno dell'intervallo di attivazione delle fibre CT nell'uomo; 2) (Studio 2) lo sweeping eseguito dallo sperimentatore sulla schiena di una scimmia Rhesus di sesso maschile in una situazione sperimentale determina una diminuzione della frequenza cardiaca e l'aumento della variabilità della frequenza cardiaca se eseguito alla velocità di 5 e 10 cm/sec. Al contrario, lo sweeping eseguito ad una velocità minore di 1 cm/sec o maggiore di 10 cm/sec, determina l'aumento della frequenza cardiaca e la diminuzione della variabilità di questa, quindi il decremento dell'attivazione del sistema nervoso parasimpatico; 3) (Studio 3) lo sweeping eseguito dallo sperimentatore sulla schiena di una scimmia Rhesus di sesso maschile in una situazione sperimentale determina l'aumento della temperatura corporea a livello del muso della scimmia se eseguito alla velocità di 5-10 cm/sec. Al contrario, lo sweeping eseguito ad una velocità minore di 5 cm/sec o maggiore di 10 cm/sec, determina la diminuzione della temperatura del muso; 4) (Studio 4) la corteccia somatosensoriale secondaria e la corteccia insulare posteriore presentano neuroni selettivamente modulati durante lo sweeping eseguito ad una velocità di 5-13 cm/sec ma non neuroni selettivi per la codifica della velocità dello sweeping minore di 5 cm/sec. Questi risultati supportano l'ipotesi di Dunbar relativa al coinvolgimento delle fibre CT durante lo sweeping. Infatti i dati mettono in luce che lo sweeping viene eseguito con una velocità (9.31 cm/sec), simile a quella di attivazione delle fibre CT nell'uomo (1-10 cm/sec), determina gli stessi effetti fisiologici positivi in termini di frequenza cardiaca (diminuzione) e variabilità della frequenza cardiaca (incremento) e la modulazione delle medesime aree a livello del sistema nervoso centrale (in particolare la corteccia insulare). Inoltre, abbiamo dimostrato per la prima volta che suddetta stimolazione tattile determina l'aumento della temperatura del muso della scimmia. Il presente studio rappresenta la prima prova indiretta dell'ipotesi relativa alla modulazione del sistema delle fibre C-LTMRs durante lo sweeping e quindi della codifica della stimolazione tattile piacevole affiliativa a livello del sistema nervoso centrale ed autonomo, nei primati non umani. I dati preliminari qui presentati evidenziano la somiglianza tra il sistema delle fibre CT dell'uomo e del sistema C-LTMRs nei primati non umano, riguardanti il Social Touch. Nonostante ciò abbiamo riscontrato alcune discrepanze tra i risultati da noi ottenuti e quelli invece ottenuti dagli studi umani. La velocità media dello sweeping è di 9.31 cm / sec, rasente il limite superiore dell’intervallo di velocità che attiva le fibre CT nell'uomo. Inoltre, gli effetti autonomici positivi, in termini di battito cardiaco, variabilità della frequenza cardiaca e temperatura a livello del muso, sono stati evidenziati durante lo sweeping eseguito con una velocità di 5 e 10 cm/sec, quindi al limite superiore dell’intervallo ottimale che attiva le fibre CT nell’uomo. Al contrario, lo sweeping eseguito con una velocità inferiore a 5 cm/sec e superiore a 10 cm/sec determina effetti fisiologici negativo. Infine, la corteccia insula sembra essere selettivamente modulata dallo stimolazione eseguita alla velocità di 5-13 cm/sec, ma non 1-5 cm/sec. Quindi, gli studi sul sistema delle fibre CT nell’uomo hanno dimostrato che la velocità ottimale è 1-10 cm/sec, mentre dai nostri risultati la velocità ottimale sembra essere 5-13 cm / sec. Quindi, nonostante l'omologia tra il sistema delle fibre CT nell'umano deputato alla codifica del tocco piacevole affiliativo ed il sistema delle fibre C-LTMRs nei primati non umani, ulteriori studi saranno necessari per definire con maggiore precisione la velocità ottimale di attivazione delle fibre C-LTMR e per dimostrare direttamente la loro attivazione durante lo sweeping, mediante la misurazione diretta della loro modulazione. Studi in questa direzione potranno confermare l'omologia tra lo sweeping in qualità di tocco affiliativo piacevole tra i primati non umani e la carezza tra gli uomini. Infine, il presente studio potrebbe essere un importante punto di partenza per esplorare il meccanismo evolutivo dietro la trasformazione dello sweeping tra primati non umani, azione utilitaria eseguita durante il grooming, a carezza, gesto puramente affiliativo tra gli uomini.