Summary
עבודה זו ממחישה הליך סטנדרטי וקביעת סף על ידי R-index כדי להעריך רגישות מישוש לשוני מרחבי באמצעות מבחן כיוון צורמים.
Abstract
סף בודד על ידי הערכות R-index מחושבים באמצעות מבחן כיוון סורגים (6 כלים שונים של הגדלת גודל הסורג מ 0.20-1.25 מ"מ) כדי להעריך רגישות מישוש לשוני מרחבי. במהלך הניסוי, הנבדקים מכוסים עיניים ומתבקשות לציין את כיוון הסורג (אופקי או אנכי) המונח על הלשון. R-index מבוסס על תורת זיהוי האותות (SDT), וההסתברות המשוערת לזיהוי נכון של גירוי יעד (האות, למשל, הכיוון הנכון) בהשוואה לגירוי חלופי (הרעש, למשל, הכיוון השגוי). לאחר חישוב ערכי מדד ה-R עבור כל נושא וכל ממד כלי, ניתן לגזור את הסף הבודד על-ידי אינטרפולציות של שני מדדי ה-R מיד מתחת ומעל הקיצוץ שנקבע (בדרך כלל 75%) בהתבסס על ערכים קריטיים חד-צדדיים של מדד R. הליך זה יכול לסייע בתחום הרפואי כדי לחקור את הקשר בין רגישות מוחשי אוראלי, בהירות דיבור, הפרעות בליעה, כמו גם במחקרים חושיים וצרכנים כדי לחקור וריאציה אישית בתפיסת מרקם, העדפות מזון, והתנהגות אכילה.
Introduction
המרקם ותפיסת הפה של המזון ממלאים תפקיד חשוב בטעימה1,2,3,4, ובעוד מחקרים מצאו הבדלים בתפיסת המרקם בשל גורמים כגון התנהגות לעיסה2,5, זרימת רוק, הרכב6,7, ישנן שיטות מוגבלות זמינות להערכת וריאציה קולטני מישוש אוראלי (mechanoreceptors). בחלל הפה מצויים סוגים שונים של מכלנורצפטורים שנמצאו בפה: קולטני מרקל, צילינדרים של ראפיני וגורפלים של מייסנר8. ניתן לסווג את המכנורצפטורים לשתי קבוצות: הסתגלות איטית והסתגלות מהירה. להתאים לאט mechanoreceptors (צילינדרים ראפיני וקולטנים מרקל) לייצר אותות ברציפות תוך גירוי. לעומת זאת, מכניקורפטורים המתאימים במהירות (הגורפים של מייסנר) מגיבים לתחילתו ובסופו של הגירוי עם אות. חדות מישוש משתנה באופן נרחב על פני משטחי הלשון ובין אנשים, אולי בשל הבדלים ברגישות mechanoreceptor. המיקום ומספר המכנורצפטורים בחלל הפה, ההבדלים בסידור/צפיפות המרחבית של המכנורצפטורים (חדות מרחבית), או ההבדלים ברגישות שלהם בעת הפעלתם יכולים להיות הגורם לשונות פנים-אישית זו. מספר שיטות להערכה ומסך עבור וריאציה ברגישות mechanoreceptor בחלל הפה פורסמו, כולל חוטי פון פריי9,10, זיהוי אותיות11,12, בדיקות כיוון צורם13, ומערך אלקטרודה גמיש14,15. מבחן הכיוון של הסורגים דורש סורגים מרובעים (איור 1, איור 2) עם רוחב חריץ שונה כדי להניח על לשונו של נושא עם עיניים מכוסות. הם מציינים אם הנבדקים תופסים את הסורגים בכיוון אופקי או אנכי. תגובות משמשות לחישוב הסף הממוצע בהתבסס על יכולתו של הנושא להפלות את הכיוון עבור גדלי הסורג השונים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
הסכמה מדעת ובכתב נחתמה על ידי כל המשתתפים. מחקר זה אושר על ידי ועדת האתיקה של אוניברסיטת מילאנו (n. 48/19) ונערך בהתאם להצהרת הלסינקי.
1. הכשרת הנסיינים
- קח את כלי הסורג ולהחיל כוח של 100 גרם על ספוג להציב על סולם.
הערה: עיין באיור 1 לקבלת השרטוט של כלי הסורג המשמש במחקר זה - חזור על הליך זה לפחות 10 פעמים כדי להפחית את השונות בכוח המופעל על ידי הסורג על לשונות הנבדקים במהלך הבדיקה, הן בתוך הנסיינים והן לרוחב.
2. הליך הערכה
הערה: לערוך את הערכת חדות המישוש בהתאם לתקן הבריאות והבטיחות הנדרש כדי להבטיח את בטיחותו של הנבדק (למשל, מסכה, כפפות וחלוק מעבדה).
- הצג את כל הסורגים (0.20 מ"מ, 0.25 מ"מ, 0.50 מ"מ, 0.75 מ"מ, 1.00 מ"מ, 1.25 מ"מ) (איור 2) על שולחן מחוץ לטווח הראייה של המשתתף.
- הושיבו את המשתתף בכיסא נוח והודיעו להם שהם יכולים לעזוב את הניסוי בכל עת.
- הודיעו למשתתף כי יכוסו את עיניהם במהלך הניסוי וביקשו להוציא את לשונם בצורה נוחה ונינוחה.
- לפני תחילת הניסוי, להכיר את הנבדקים עם ההליך באמצעות הסורג הגדול ביותר (1.25 מ"מ) כדי להדגים את הכוח המופעל (100 גרם עבור 3 s).
- הודע למשתתפים שהם יכולים לקחת לגימה של מים בכל פעם שנחשב מתאים.
- יש למרוח כל סורג על לשון הנבדקים (אזור חיצוני של הלשון ממש סביב קו האמצע).
- לאחר כל מגע, בקש מהנבדקים לציין, באמצעות ידיהם, את כיוון הכלי (אופקי או אנכי) ואת מידת הוודאות שלהם (בטח, לא בטוח). הנבדקים חייבים לנחש אם הם לא יודעים.
- לאחר כל מגע, הקלט את כל התשובות (אופקי, אנכי, בטוח, לא בטוח) עבור כל נושא בגיליון אלקטרוני (טבלה משלימה 1).
- חזור על כל סורג פעמים רבות ככל שנחשב הכרחי עבור חיתוך R-Index שנבחר, לדוגמה, 6 פעמים, 3 אופקית ו- 3 אנכית (טבלה משלימה 1).
- עקר כל סורג לאחר בדיקת כל משתתף (עיין בסעיף 4).
הערה: הלשון צריכה לבלוט בעדינות מהפה ללא מאמץ על ידי המתנדבים כדי למנוע עייפות מוגזמת, אשר יוביל לשינוי בתוצאות הביצועים שלהם. חשוב לציין כי ככל שהחזרות גבוהות יותר על ידי צורם, כך המדידה אמינה יותר16.
3. פרוטוקול ניקוי
- הכן פתרון המורכב 20 מ"ל של נתרן hypochlorite (ראה טבלת חומרים) מדולל 1 ליטר מים על פי הוראות היצרן.
- לנער את הפתרון באופן ידני למשך מספר שניות.
- מלא 6 כוסות עם כ 20 מ"ל של פתרון חיטוי כדי לטבול באופן מלא כל כלי בפתרון.
- מניחים כל כלי בכוס המתאימה.
- תן את הכלים להשרות במשך 15-20 דקות.
- לשטוף את הכלים עם הרבה מים על פי הוראות היצרן לשפשף אותם עם מברשת שיניים כדי להבטיח הסרת כל שאריות hypochlorite נתרן.
- אפשר לכלים להתייבש באוויר.
4. חישוב מדד R
- צור מטריצת תגובה לכל מתנדב ולכל הכלים (איור 3) בהתבסס על תדרי התגובה המשמשים לחישוב מדד ה- R באמצעות המשוואה הבאה:
הערה: R-index מבטא רגישות מישוש בודדת עבור כל כלי16. מדד R מבוסס על SDT17 ומייצג הסתברות משוערת להבחנה בגירוי יעד (כלומר, האות) מגירוי חלופי (כלומר, הרעש). האות והרעש תואמים לזיהוי הנכון או השגוי של הכיוון האופקי-אנכי של הסורג. ארבע אפשרויות תגובה הן עבור אות והן עבור רעש יכולות להתרחש: "אופקי-בטוח", "אופקי-לא בטוח", "אנכי-לא בטוח" ו "אנכי-בטוח"16. ערכי אינדקס R נעים בין 0-1. ערך גבוה יותר של מדד R מצביע על אפליה טובה יותר.
5. רגישות וקביעת סף על ידי אומדני R-index
- כדי לקבוע אם נושא יכול להפלות את הכיוון של כל כלי, חשב את החיתוך באמצעות טבלה של ערכים קריטיים עבור בדיקות משמעות של R-index18
הערה: בהתחשב בדוגמה הנוכחית, המתאימה ל- 36 מצגות (כלומר, כל צורם המוצג 6 פעמים, 3 אופקי ו- 3 אנכי), ערך החיתוך לאפליה מוגדר ל- 0.7426 בהתאם לערכים הקריטיים של אינדקס R חד-צדדי עבור α = 0.0518. - אם נעשה שימוש במספר גבוה מספיק של כלים (למשל, שישה ממדי סורג שונים)19, הפק הערכות סף של אינדקס R.
- כדי לחשב את הסף עבור כל נושא, אינטרפולציה של שני מדדי R מיד מתחת ומעל לערך החיתוך20.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
בסך הכל 70 מבוגרים בריאים (טווח גילאים = 19-33 שנים; גיל ממוצע = 22.0; 52.9% נשים) היו מעורבים במחקר, כפי שמוצג ב Appiani ואח '(2020)21.
לדוגמה, התפלגות מדד R לפי גיל עבור ריבוע 0.75 מ"מ מדווחת באיור 4. כל נקודה מייצגת נושא אחר. נושאים מעל הקו המקווקו (ערך מנותק: 0.7426) הם אלה המזהים נכון את כיוון הסורג (רגיש יותר).
הביצועים של ששת הסורגים ואומדן סף ה-R-index הנגזר של נושא אחד מדווחים באיור 5. במקרה זה, הסף מתאים 0.99 מ"מ. נבדקים בעלי ערכי סף נמוכים מסוגלים לזהות גודל פס קטן יותר (רגיש יותר), בעוד שנבדקים בעלי ערכי סף גבוהים דורשים יותר קלט (גודל סרגל גדול יותר) כדי לתפוס את הגירוי מבחינה קוגניטיבית (פחות רגיש)10. במקרה הנוכחי, ערכי הסף יכולים לנוע בין 0.20-1.25 מ"מ. עם זאת, ניתן להשיג שני ערכים קיצוניים: נושאים עם סף <0.20 מ"מ הם אלה המסוגלים לזהות את כיוון הריבועים מהגודל הקטן ביותר (0.20 מ"מ). לעומת זאת, המשתתפים שרשמו סף >1.25 מ"מ אינם מסוגלים להפלות אף אחד מהגדלים הסורגים. דוגמה של ערכת נתונים של סף מדווחת בטבלה משלימה 2.
איור 1: תיאור הכלים. ציור סכמטי מרובע אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: ריבועים עם חריצים/ברים בגודל הולך וגדל. האיור מראה את ששת הסורגים, החל מהקטן ביותר (0.20 מ"מ) ועד הגדול ביותר (1.25 מ"מ). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: מטריצת תגובה. האיור מציג את מטריצת התגובה המשמשת לחישוב אינדקס R. האות (S) והרעש (N) תואמים לכיוון האופקי והאנכי, בהתאמה. מכתב מ- "a" ל- "h" הם מספר שלמים שלוקחים ערכים בין 0 ל- 3. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4: התפלגות מדד R לפי גיל עבור ריבוע 0.75 מ"מ. הקו המקווקו מייצג את ערך החיתוך (0.7426). נושאים הנמצאים מעל הקו המקווקו הם נושאים המזהים כראוי את כיוון הכלי. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 5: חישוב סף בודד. ערכי R-index של נושא אחד וחישוב הסף הרלוונטי. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
טבלה משלימה 1: דוגמה לגיליון אלקטרוני המשמש את הנסיינים כדי לתעד את תגובות המשתתפים. העמודה הראשונה (Trial No.) מייצגת את מספר המצגות; כדוגמה, 36 מצגות אפשריות מדווחות. העמודה השניה (שילוב) מציינת את גודל הסורג (G) ואת הכיוון (HORIZ./VERT.). החוקר מדווח על תשובת הנבדק בעמודה "תשובה" (אופקית/אנכית) ומציין את מידת הוודאות באמצעות העמודה האחרונה (Sure/Unsure). נא לחץ כאן כדי להוריד טבלה זו.
טבלה משלימה 2: ערכת הנתונים המשמשת לחישוב סף בודד. שלוש העמודות הראשונות מדווחות על קוד הזיהוי, הגיל והמגדר עבור כל נושא. עמודות 4-9 מדווחות על ערכי אינדקס R עבור כל כלי. ב מודגש מדווחים הערכים מיד מעל ומתחת לחיתוך ששימשו לחישוב סף בודד באמצעות אינטרפולציה (עמודה אחרונה). נא לחץ כאן כדי להוריד טבלה זו.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
מעט מכשירים תקפים זמינים למדידת חדות מישוש10,11,13,22. חוטי פון פריי הוכחו כשיטה מספקת למדידת חדות העור והמישוש אוראלי10,21,22. עם זאת, מכשירים אלה מודדים ממד שונה של חדות מישוש לשוני מאשר מבחן כיוון הסורגים21. חוטי פון פריי מודדים זיהוי מגע תוך רגישות לרזולוציה מרחבית צורמים. שתי פונקציות חושיות שונות אלה כפופות על ידי מנגנונים עצביים שונים23,24,25.
כלים ידועים אחרים הם כיפות JVP (Stoelting Co, ווד דייל, IL, ארה"ב), אשר דומים מאוד לאלה המשמשים בהליך הנוכחי. עם זאת, כלים אלה משמשים בעיקר למדידת חדות מישוש של העור, שכן יש להם רגישות נמוכה יותר (מ 0.35-3.00 מ"מ) מאשר הרזולוציה המרחבית הממוצעת בלשון (0.58 מ"מ)13. מסיבה זו, Appiani ואח ' (2020)21 העריך את ההתאמה הקוגניטיבית והתפיסתית של הסורגים המותאמים אישית המשמשים בפרוטוקול זה, אשר יש רוחב חריץ נוסף של פחות מ 0.50 מ"מ (כלומר, 0.20 ו 0.25 מ"מ) על מנת לכלול מגוון של ממדים המתאימים יותר להערכת רגישות מישוש אוראלי21. הכלי מורכב מבלוקים מרובעים חתוכים במכונת פוליטרפלואורואתילן של 1 cm2 חרוט עם סורגים על פני השטח שלהם. גובהו של כל ריבוע הוא 5 מ"מ ומוחזק על ידי מוט גלילי צר (באורך 2 ס"מ) (איור 1). הן גודל הסרגל והן המרחק בין כל סרגל (רוחב החריץ) משתנים על-פני ריבועים אך עקביים בתוך ריבוע. עומק החריץ גדל פי 1.5 מרוחב החריץ כדי להבטיח שהלשון לא תיגע בתחתית הריבוע במהלך הבדיקה13. מספר הריבועים המשמשים להערכת רגישות הנבדקים עשוי להשתנות, וכך גם גודל הסורגים, אך מחקרים קודמים מצאו כי שישה ריבועים המשתנים בגדלים הקטנים ביותר של הבר, הנעים בין 0.20 מ"מ ל-1.25 מ"מ, נדרשים כדי לספק אפליה בין אנשים בלשון 13,24 (איור 2).
בהליך הנוכחי, חישוב של מדד (מדד R) להערכת אפליה בעל פה של גודל צורם מסוים מוצע. יתר על כן, אם מספר הכלים גדול מספיק (למשל, שישה כלים), ההליך הנוכחי מדווח על חישוב של סף בודד בהתאם רובינסון ועמיתיו20.
פרוטוקול זה מציג דרך תקפה, קלה ומהירה למדידת חדות מישוש ברמת הלשון. עם זאת, יש להצביע על כמה אתגרים שיכולים להשפיע על אמינות הבחינה. באופן כללי, אמינות המכשירים יכולה להיות מושפעת מהנסיין. לכן, אימון זהיר וכיול של הנסיינים צריך להיות מובטח להפעיל כוח עקבי סטנדרטי על הלשון של הנושא. בנוסף, התנועות הלא רצוניות של השריר הלינגואל והיובש של פני השטח הלינגואליים יכולים להשפיע על המדידות. לפיכך, המתנדבים שצריכים להחזיק את לשונותיהם מושטות במשך זמן רב יחסית מתבקשים להתרכז במידה ניכרת. המופע של מגבלות אלה משתנה מאוד על פני אנשים. עם זאת, זה יכול להיות מופחת על ידי הצעת הנבדקים לשמור על הלשון רגועה בין השיניים והשפתיים ואולי למקם את הסנטר על הידיים. יתר על כן, מתנדבים מוזמנים לעצור מספר פעמים במהלך הבדיקה לשתות קצת מים.
מחקרים עתידיים יכולים לבחון לעומק את הקשר בין חדות מישוש לשונית אישית, העדפות מזון, בחירות מזון ומצב תזונתי. פרוטוקול זה עשוי להיות שימושי גם בסביבה קלינית כדי לחקור אוכלוסיות פגיעות עם בליעה או הפרעות בחלל הפה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
למחברים אין מה לחשוף.
Acknowledgments
אנו מכירים את כל המשתתפים, המתנדבים ואחרים המעורבים במחקר. אנו מודים לסנדרה סטולנבאך וורנס וונדר ברדי (אוניברסיטת קופנהגן) על עיצוב הריבועים המשמשים במבחן ההתמצאות הנוכחי של הסורגים. מחקר זה מומן על ידי אוניברסיטת מילאנו, פסנתר di sostegno alla ricerca 2018.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Custom-made squares | University of Reading; University of Copenhagen | Squares of 1 cm2 from polytetrafluoroethylene (PTFE) | |
| Disinfenctant solution (20% sodium hypochlorite) | Amuchina, Angelini S.p.A., Roma, Italy | ||
| Eye masks | Various | ||
| Gloves | Various | ||
| Lab coat | Various | ||
| Plastic cup for drinking water | Various | ||
| Excel | Microsoft |
References
- Guinard, J. X., Mazzucchelli, R. The sensory perception of texture and mouthfeel. Trends in Food Science & Technology. 7 (7), 213-219 (1996).
- Jeltema, M., Beckley, J., Vahalik, J. Food texture assessment and preference based on mouth behavior. Food Quality and Preference. 52, 160-171 (2016).
- Scott, C. L., Downey, R. G. Types of food aversions: animal, vegetable, and texture. The Journal of Psychology. 141 (2), 127-134 (2007).
- Laureati, M., et al. Individual differences in texture preferences among European children: Development and validation of the Child Food Texture Preference Questionnaire (CFTPQ). Food Quality and Preference. 80, 103828 (2020).
- de Lavergne, M. D., Derks, J. A., Ketel, E. C., de Wijk, R. A., Stieger, M. Eating behaviour explains differences between individuals in dynamic texture perception of sausages. Food Quality and Preference. 41, 189-200 (2015).
- Engelen, L., de Wijk, R. A. Oral processing and texture perception. Food Oral Processing: Fundamentals of Eating and Sensory Perception. 8, Blackwell Publishing Ltd. 157-176 (2012).
- Stokes, J. R., Boehm, M. W., Baier, S. K. Oral processing, texture and mouthfeel: From rheology to tribology and beyond. Current Opinion in Colloid & Interface Science. 18 (4), 349-359 (2013).
- Engelen, L. Oral receptors. Food Oral Processing: Fundamentals of Eating and Sensory Perception. , Blackwell Publishing Ltd. 15-38 (2012).
- Yackinous, C., Guinard, J. X. Relation between PROP taster status and fat perception, touch, and olfaction. Physiology & Behavior. 72 (3), 427-437 (2001).
- Etter, N. M., Breen, S. P., Alcala, M. I., Ziegler, G. R., Hayes, J. E. Assessment of midline lingual point-pressure somatosensation using Von Frey hair monofilaments. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (156), (2020).
- Essick, G. K., Chen, C. C., Kelly, D. G. A letter-recognition task to assess lingual tactile acuity. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 57 (11), 1324-1330 (1999).
- Essick, G. K., Chopra, A., Guest, S., McGlone, F. Lingual tactile acuity, taste perception, and the density and diameter of fungiform papillae in female subjects. Physiology & Behavior. 80 (2-3), 289-302 (2003).
- Van Boven, R. W., Johnson, K. O. The limit of tactile spatial resolution in humans: grating orientation discrimination at the lip, tongue, and finger. Neurology. 44 (12), 2361 (1994).
- Moritz, J., Turk, P., Williams, J. D., Stone-Roy, L. M. Perceived intensity and discrimination ability for lingual electrotactile stimulation depends on location and orientation of electrodes. Frontiers in Human Neuroscience. 11, 186 (2017).
- Bach-y-Rita, P., Kaczmarek, K. A., Tyler, M. E., Garcia-Lara, J. Form perception with a 49-point electrotactile stimulus array on the tongue: a technical note. Journal Of Rehabilitation Research and Development. 35, 427-430 (1998).
- O'Mahony, M. Understanding discrimination tests: A user-friendly treatment of response bias, rating and ranking R-index tests and their relationship to signal detection. Journal of Sensory Studies. 7 (1), 1-47 (1992).
- Lee, H. S., Van Hout, D. Quantification of sensory and food quality: The R-index analysis. Journal of Food Science. 74 (6), 57-64 (2009).
- Bi, J., O'Mahony, M. Updated and extended table for testing the significance of the R-index. Journal of Sensory Studies. 22, 713-720 (2007).
- Bertoli, S., et al. Taste sensitivity, nutritional status and metabolic syndrome: Implication in weight loss dietary interventions. World Journal of Diabetes. 5 (5), 717 (2014).
- Robinson, K. M., Klein, B. P., Lee, S. Y. Utilizing the R-index measure for threshold testing in model caffeine solutions. Food Quality and Preference. 16 (4), 283-289 (2005).
- Appiani, M., Rabitti, N. S., Methven, L., Cattaneo, C., Laureati, M. Assessment of lingual tactile sensitivity in children and adults: Methodological suitability and challenges. Foods. 9 (11), 1594 (2020).
- Cattaneo, C., Liu, J., Bech, A. C., Pagliarini, E., Bredie, W. L. Cross-cultural differences in lingual tactile acuity, taste sensitivity phenotypical markers, and preferred oral processing behaviors. Food Quality and Preference. 80, 103803 (2020).
- Abraira, V. E., Ginty, D. D.
- Johnson, K. O., Phillips, J. R. Tactile spatial resolution. I. Two-point discrimination, gap detection, grating resolution, and letter recognition. Journal of Neurophysiology. 46 (6), 1177-1192 (1981).
- Phillips, J. R., Johnson, K. O. Tactile spatial resolution. II. Neural representation of bars, edges, and gratings in monkey primary afferents. Journal of Neurophysiology. 46 (6), 1192-1203 (1981).
