Beurteilung der räumlichen lingualen taktilen Empfindlichkeit mit einem Gitterorientierungstest

Die Textur und das Mundgefühl von Lebensmitteln spielen eine wichtige Rolle bei der ^{Vorliebe1,2,3,4}, und während die Forschung Unterschiede in der Texturwahrnehmung aufgrund von Faktoren wie ^{Kauverhalten2,5}, Speichelfluss und Zusammensetzung gefunden ^hat6,7, gibt es nur begrenzte Methoden, um die Variation der oralen taktilen Rezeptoren (Mechanorezeptoren) zu beurteilen. Die Mundhöhle beherbergt verschiedene Arten von Mechanorezeptoren im Mund: Merkel-Rezeptoren, Ruffini-Zylinder und Meissner-Teilchen8. Mechanorezeptoren können in zwei Gruppen eingeteilt werden: langsam anpassend und schnell anpassend. Langsam angepasste Mechanorezeptoren (Ruffini-Zylinder und Merkel-Rezeptoren) erzeugen kontinuierlich Signale, während sie stimuliert werden. Im Gegensatz dazu reagieren sich schnell anpassende Mechanorezeptoren (Meissner-Körperchen) auf den Beginn und das Ende der Stimulation mit einem Signal. Die taktile Schärfe variiert stark über Zungenoberflächen und zwischen Individuen, möglicherweise aufgrund von Unterschieden in der Empfindlichkeit des Mechanorezeptors. Die Lage und die Anzahl der Mechanorezeptoren in der Mundhöhle, die Unterschiede in der räumlichen Anordnung/Dichte der Mechanorezeptoren (räumliche Schärfe) oder die Unterschiede in ihrer Empfindlichkeit bei Aktivierung könnten die Ursache für diese intra- und interindividuelle Variabilität sein. Mehrere Methoden zur Bewertung und zum Screening auf Variation der Mechanorezeptorempfindlichkeit in der Mundhöhle wurden veröffentlicht, darunter von Frey-Filamente9,10, ^{Buchstabenerkennung11,12}, Gitterorientierungstests13 ^und flexibles Elektrodenarray14,15. Der Gitterorientierungstest erfordert, dass quadratische Gitter (Abbildung 1, Abbildung 2) mit unterschiedlichen Rillenbreiten auf die Zunge eines Probanden mit verbundenen Augen gelegt werden. Sie zeigen an, ob die Probanden die Gitter entweder in horizontaler oder vertikaler Ausrichtung wahrnehmen. Antworten werden verwendet, um durchschnittliche Schwellenwerte basierend auf der Fähigkeit des Probanden zu berechnen, die Ausrichtung für die verschiedenen Gittergrößen zu unterscheiden.

Eine informierte, schriftliche Einwilligung wurde von allen Teilnehmern unterzeichnet. Diese Studie wurde von der Ethikkommission der Universität Mailand (Nr. 48/19) genehmigt und in Übereinstimmung mit der Erklärung von Helsinki durchgeführt.

1. Schulung von Experimentatoren

1. Nehmen Sie das Gitterwerkzeug und wenden Sie eine Kraft von 100 g auf einen Schwamm auf, der auf einer Waage platziert ist.
   ANMERKUNG: In Abbildung 1 finden Sie den Schaltplan des in dieser Studie verwendeten Gitterwerkzeugs.
2. Wiederholen Sie diesen Vorgang mindestens 10 Mal, um die Variation der Kraft zu reduzieren, die durch das Gitter auf die Zungen der Probanden während des Tests sowohl innerhalb als auch zwischen den Experimentatoren ausgeübt wird.

2. Bewertungsverfahren

HINWEIS: Führen Sie die Beurteilung der taktilen Schärfe gemäß dem erforderlichen Gesundheits- und Sicherheitsstandard durch, um die Sicherheit des Probanden zu gewährleisten (z. B. Maske, Handschuhe und Laborkittel).

1. Zeigen Sie alle Gitter (0,20 mm, 0,25 mm, 0,50 mm, 0,75 mm, 1,00 mm, 1,25 mm) (Abbildung 2) auf einem Tisch außerhalb der Sichtweite des Teilnehmers an.
2. Setzen Sie den Teilnehmer in einen bequemen Stuhl und informieren Sie ihn, dass er das Experiment jederzeit verlassen kann.
3. Informieren Sie den Teilnehmer, dass ihm während des Experiments die Augen verbunden werden und er gebeten wird, seine Zunge bequem und entspannt herauszustrecken.
4. Machen Sie die Probanden vor Beginn des Experiments mit dem Verfahren vertraut, indem Sie das größte Gitter (1,25 mm) verwenden, um die ausgeübte Kraft (100 g für 3 s) zu demonstrieren.
5. Benachrichtigen Sie die Teilnehmer, dass sie einen Schluck Wasser nehmen können, wann immer dies für angemessen erachtet wird.
6. Tragen Sie jedes Gitter auf die Zunge des Probanden auf (vordere Region der Zunge nur um die Mittellinie).
7. Bitten Sie die Probanden nach jeder Berührung, mit ihren Händen die Ausrichtung des Werkzeugs (entweder horizontal oder vertikal) und ihren Grad der Sicherheit (sicher, unsicher) anzugeben. Probanden müssen raten, wenn sie es nicht wissen.
8. Notieren Sie nach jeder Berührung alle Antworten (horizontal, vertikal, sicher, nicht sicher) für jedes Thema in einer Tabelle (Ergänzende Tabelle 1).
9. Wiederholen Sie jedes Gitter so oft, wie es für den ausgewählten R-Index-Cut-off als notwendig erachtet wird, z. B. 6 Mal, 3 horizontal und 3 vertikal (Ergänzende Tabelle 1).
10. Sterilisieren Sie jedes Gitter nach dem Testen jedes Teilnehmers (siehe Abschnitt 4).
    HINWEIS: Die Zunge sollte sanft aus dem Mund herausragen, ohne dass die Freiwilligen sich anstrengen, um eine übermäßige Ermüdung zu vermeiden, die zu einer Veränderung ihrer Leistungsergebnisse führen würde. Es ist wichtig zu beachten, dass je höher die Wiederholungen durch Gitter sind, desto zuverlässiger ist die ^Messung16.

3. Reinigungsprotokoll

1. Bereiten Sie eine Lösung vor, die aus 20 ml Natriumhypochlorit (siehe Materialtabelle) besteht , die gemäß den Anweisungen des Herstellers in 1 L Wasser verdünnt ist.
2. Schütteln Sie die Lösung manuell für einige Sekunden.
3. Füllen Sie 6 Tassen mit ca. 20 ml der Desinfektionslösung, um jedes Werkzeug vollständig in die Lösung einzutauchen.
4. Legen Sie jedes Werkzeug in die entsprechende Tasse.
5. Lassen Sie die Werkzeuge 15-20 min einweichen.
6. Spülen Sie die Werkzeuge gemäß den Anweisungen des Herstellers mit viel Wasser ab und schrubben Sie sie mit einer Zahnbürste, um sicherzustellen, dass Natriumhypochloritrückstände entfernt werden.
7. Lassen Sie die Werkzeuge an der Luft trocknen.

4. Berechnung des R-Index

1. Erstellen Sie eine Antwortmatrix für jeden Freiwilligen und für alle Werkzeuge (Abbildung 3), basierend auf den Antwortfrequenzen, die zur Berechnung des R-Index mithilfe der folgenden Gleichung verwendet werden:
   
   HINWEIS: Der R-Index gibt die individuelle taktile Empfindlichkeit für jedes Werkzeug ^aus16. Der R-Index basiert auf ^SDT17 und stellt eine geschätzte Wahrscheinlichkeit dar, einen Zielreiz (d. h. das Signal) von einem alternativen Reiz (d. H. Dem Rauschen) zu unterscheiden. Das Signal und das Rauschen entsprechen der korrekten oder falschen Identifizierung der horizontal-vertikalen Ausrichtung des Gitters. Vier Ansprechoptionen für Signal und Rauschen können auftreten: "horizontal-sicher", "horizontal-unsicher", "vertikal-unsicher" und "vertikal-sicher"¹⁶. R-Index-Werte liegen zwischen 0 und 1. Ein höherer R-Index-Wert weist auf eine bessere Diskriminierung hin.

5. Sensitivität und Schwellenwertbestimmung durch die R-Index-Schätzungen

1. Um zu bestimmen, ob ein Subjekt die Ausrichtung jedes Werkzeugs unterscheiden kann, berechnen Sie den Cut-off anhand einer Tabelle kritischer Werte für R-Index-Signifikanztests18
   HINWEIS: Unter Berücksichtigung des vorliegenden Beispiels, das 36 Präsentationen entspricht (d.h. jedes Gitter 6 mal präsentiert, 3 horizontal und 3 vertikal), wird der Grenzwert für Diskriminierung auf 0,7426 entsprechend den einseitigen R-Index kritischen Werten für α = ^0,0518 gesetzt.
2. Wenn eine ausreichend hohe Anzahl von Werkzeugen verwendet wird (z. B. sechs verschiedene Gitterdimensionen)¹⁹, leiten Sie R-Index-Schwellenwertschätzungen ab.
3. Um den Schwellenwert für jedes Subjekt zu berechnen, interpolieren Sie die beiden R-Indizes unmittelbar unter und über dem Cut-off-Wert20.

Insgesamt waren 70 gesunde Erwachsene (Altersspanne = 19-33 Jahre; Durchschnittsalter = 22,0; 52,9% Frauen) an der Studie beteiligt, wie Appiani et al. (2020)21 zeigt.

Als Beispiel wird die R-Index-Verteilung nach Alter für quadratisch 0,75 mm in Abbildung 4 dargestellt. Jeder Punkt repräsentiert ein anderes Thema. Probanden oberhalb der gepunkteten Linie (Cut-off-Wert: 0,7426) sind diejenigen, die die Ausrichtung des Gitters korrekt identifizieren (empfindlicher).

Die Leistung für die sechs Gitter und die abgeleitete R-Index-Schwellenwertschätzung eines Probanden ist in Abbildung 5 dargestellt. In diesem Fall entspricht der Schwellenwert 0,99 mm. Probanden mit niedrigen Schwellenwerten sind in der Lage, eine kleinere Balkengröße zu erkennen (empfindlicher), während Probanden mit hohen Schwellenwerten mehr Input (größere Balkengröße) benötigen, um den Reiz kognitiv wahrzunehmen (weniger empfindlich)10. Im vorliegenden Fall können die Schwellenwerte zwischen 0,20 und 1,25 mm liegen. Dennoch lassen sich zwei Extremwerte erreichen: Motive mit einem Schwellenwert <0,20 mm sind diejenigen, die die Ausrichtung der Quadrate ab der kleinsten Größe (0,20 mm) erkennen können. Umgekehrt können teilnehmer, die einen Schwellenwert > 1,25 mm aufzeichnen, keine der Gitterrostgrößen unterscheiden. Ein Beispiel für ein Schwellenwert-Dataset finden Sie in der ergänzenden Tabelle 2.

Abbildung 1: Beschreibung der Werkzeuge. Quadratische Schemazeichnung Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Abbildung 2: Quadrate mit zunehmend vergrößerten Rillen/Stäben. Die Abbildung zeigt die sechs Gitterroste, die vom kleinsten (0,20 mm) bis zum größten (1,25 mm) reichen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 3: Antwortmatrix. Die Abbildung zeigt die Antwortmatrix, die zur Berechnung des R-Index verwendet wird. Signal (S) und Rauschen (N) entsprechen der horizontalen bzw. vertikalen Ausrichtung. Buchstaben von "a" bis "h" sind ganze Zahlen, die Werte zwischen 0 und 3 annehmen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 4: R-Index-Verteilung nach Alter für Quadrat 0,75 mm. Die gepunktete Linie stellt den Cutoff-Wert (0,7426) dar. Themen, die sich über der gepunkteten Linie befinden, sind solche, die die Ausrichtung des Werkzeugs korrekt identifizieren. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 5: Individuelle Schwellenwertberechnung. R-Index-Werte eines Subjekts und Berechnung des relevanten Schwellenwerts. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Ergänzende Tabelle 1: Ein Beispiel für eine Tabelle, die von den Experimentatoren verwendet wird, um die Antworten der Teilnehmer aufzuzeichnen. Die erste Spalte (Trial No.) stellt die Anzahl der Präsentationen dar; Beispielsweise werden 36 mögliche Präsentationen gemeldet. Die zweite Spalte (Kombination) gibt die Größe des Gitters (G) und die Orientierung (HORIZ./VERT.) an. Der Prüfer meldet die Antwort des Probanden in der Spalte "Antwort" (horizontal/vertikal) und gibt den Grad der Sicherheit anhand der letzten Spalte (Sicher/Unsicher) an. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.

Ergänzende Tabelle 2: Der Datensatz, der zum Berechnen einzelner Schwellenwerte verwendet wird. Die ersten drei Spalten enthalten den Identifikationscode, das Alter und das Geschlecht für jedes Thema. In den Spalten 4-9 werden die R-Indexwerte für jedes Werkzeug angegeben. Fett gedruckt sind die Werte unmittelbar oberhalb und unterhalb des Cut-offs, die für die Berechnung einzelner Schwellenwerte durch Interpolation (letzte Spalte) verwendet wurden. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.

Die Autoren haben nichts preiszugeben.