Die Messung der Schwingungserfassungsschwelle und Tactile Spatial Acuity in Human Subjects

Das übergeordnete Ziel dieses psychophysischen Verfahrens besteht darin, die Schwelle für die Vibrationserkennung bei der taktilen räumlichen Auflösungsfähigkeit zu bestimmen. Diese Methode ermöglicht es uns, einige sehr interessante Fragen zur Sinnesmedizin über die Physiologie zu stellen, insbesondere bezüglich des Tastsinns. Der Hauptvorteil dieser Methode liegt darin, dass wir quantitative Informationen über die mechanosensorischen Profile von Individuen erhalten können, die sowohl für die klinische Diagnose als auch für die Grundlagenforschung genutzt werden können.

Wir wandten diese Methode erstmals in einer Zwillingsstudie an, um zu prüfen, ob Berührungseigenschaften bei Menschen vererbbare Merkmale sind. Die visuelle Demonstration dieser Methode ist entscheidend, da sowohl die Darstellung des Verfahrens als auch die adaptive Methode, die wir verwenden, komplex sind. Beginnen Sie mit dem Zusammenbau der Gerätekomponenten, indem Sie eine glatte Oberfläche aus einer 40 cm mal 80 cm großen Platte auf einen Tisch legen.

Danach einen Messingstab auf dieses Brett legen. Anschließend die Steuereinheit bereit machen. Danach die Reaktionsbox und das Monitorgerät mit dem Datenerfassungssystem verbinden.

Danach schrauben Sie die speziell angefertigte Stimulationssonde an den beweglichen Teil des piezoelektrischen Aktuators. Schließlich befestigen Sie den piezoelektrischen Aktuator mit der Sonde an der Messingstange der Waage. Beginnen Sie damit, die Versuchsperson in einen ruhigen Raum zu bringen und sie in der Nähe des Geräts sitzen zu lassen.

Informieren Sie die Versuchsperson über das Testverfahren und lassen Sie ein schriftliches Einwilligungsformular unterschreiben. Legen Sie anschließend den Arm auf die Unterlage und polstern Sie den kleinen Finger mit medizinischem Knetmasse aus, um Bewegungen zu minimieren. Danach platzieren Sie die Messingstange auf der Unterlage und verwenden eine Wasserwaage, um die Sonde horizontal auf dem kleinen Finger der zu testenden Hand direkt unterhalb des Nagelbetts auszurichten.

Vermeiden Sie Hautkontakt mit den Kanten der kreisförmigen flachen Sonde. Stellen Sie vor Beginn des Tests sicher, dass das Verfahren verstanden wurde, indem Sie sowohl einen leicht wahrnehmbaren als auch einen schwieriger wahrnehmbaren Vibrationreiz präsentieren, wobei die Amplitude so variiert wird, bis der Proband eine Vibration wahrnimmt. Beginnen Sie dann den Test, indem Sie ein Skript ausführen, das ein zweialternatives Zwangswahlverfahren mit der auf-und-ab-adaptiven Methode verwendet.

Verabreichen Sie für jeden Durchgang zufällig einen Vibrationreiz während eines der beiden Intervalle, die dem Probanden visuell auf dem Bildschirm vor ihm als eins oder zwei angezeigt werden. Fordern Sie den Probanden auf, durch Drücken der Zahl eins oder zwei auf dem Antwortkasten anzugeben, in welchem der beiden Intervalle der Vibrationreiz enthalten war. Bitten Sie den Probanden, eine Schätzung abzugeben, falls er nicht sicher ist, wann der Reiz präsentiert wurde.

Führen Sie insgesamt sechs bis neun Versuche durch und wiederholen Sie denselben Vibrationreiz auf einer Amplitudenstufe mindestens sechs Mal hintereinander. Wenn alle Antworten korrekt sind, verringern Sie die Reizintensität für die nachfolgende Versuchsreihe. Basierend auf der Entscheidungsregel der adaptiven Methode gewähren Sie dem Probanden weitere Versuche auf derselben Reizintensität, falls der Proband in einer Versuchsreihe Fehler macht.

Verringern Sie die Reizintensität, wenn der Reiz in mindestens fünf Durchgängen korrekt identifiziert wird und in weniger als zwei Durchgängen falsch identifiziert wird. Erhöhen Sie die Reizintensität, wenn die Versuchsperson in einer Serie von Durchgängen zwei falsche Antworten gibt oder mehr als eine falsche Antwort und weniger als fünf korrekte Antworten liefert. Dokumentieren Sie die Änderung der Richtung der Reizintensität als Umkehrpunkt.

Ändern Sie die Reizintensität entsprechend der Nummer des Umkehrpunkts. Zum Beispiel vor dem dritten Umkehrpunkt um vier Intensitätsstufen verändern. Oder beim dritten Umkehrpunkt um zwei Intensitätsstufen verändern.

Andernfalls um eine Stufe. Beenden Sie den Test, wenn die Versuchsperson insgesamt acht Umkehrungen absolviert hat. Berechnen Sie abschließend die Vibrationswahrnehmungsschwelle (VDT), indem Sie den Median der Reizamplitudenwerte der letzten sechs Umkehrungen ermitteln.

Beginnen Sie damit, die Anweisungen für die Aufgabe in einem ruhigen Raum mit einer Temperatur zwischen 20 und 30 Grad Celsius zu geben. Danach verbinden Sie die Augen des Probanden mit abgedeckten Augenklappen. Legen Sie die dominante Hand auf einen Tisch, wobei die Handfläche nach oben zeigt.

Wenden Sie während jedes Versuchs den Tactile Acuity Cube oder TAC auf die Fingerkuppe in einer von zwei Rillenorientierungen an – entweder vertikal oder horizontal zur langen Achse des Fingers ausgerichtet. Bringen Sie die Rillen des TAC zwei Sekunden lang auf die Fingerkuppe auf, sodass der Würfel sein gesamtes Gewicht auf den Finger ausübt.

Danach bitten Sie die Versuchsperson, die Ausrichtung des Alignments zu bestimmen, bevor der Würfel von ihrem Finger entfernt wird. Beginnen Sie mit dem größten Raster mit 6,0 Millimetern und verringern Sie die Rasterbreite nach zwei korrekten Identifizierungen der Ausrichtung. Anschließend testen Sie die nächstkleinere Breite und fahren Sie mit der Schrittmethode fort, bis die Versuchsperson eine falsche Antwort gibt.

Dokumentieren Sie dann diese Gitterbreite als Umkehrpunkt. Erhöhen Sie die Gitterbreite erneut schrittweise, bis beide Orientierungen der Breite wieder korrekt bestimmt werden. Beenden Sie schließlich den Test nach Abschluss von 13 Umkehrungen und berechnen Sie die taktile Schwellenbreite für die Gitterorientierung, indem Sie den Median der Gitterbreiten der letzten 10 Umkehrungen ermitteln.

Hier ist eine typische Testsession zur Bestimmung der Vibrationswahrnehmungsschwelle bei 125 Hz dargestellt. Eine Verringerung der Reizintensität erfordert mindestens sechs aufeinanderfolgende korrekte Antworten. Darüber hinaus kennzeichnet eine Änderung der Richtung der Reizintensität einen Umkehrpunkt in der Versuchsreihe und erfordert mindestens zwei falsche Antworten.

Die Reizintensität wird in Schritten von vier Stufen geändert, wenn die Anzahl der Umkehrpunkte weniger als drei beträgt, danach in Zweistufenschritten ab dem dritten Umkehrpunkt und schließlich in Einstufenschritten, um die Schwelle endgültig zu bestimmen. Bei dem taktilen Würfel-Experiment, bei dem jede Einheit aus zwei Reizungen, vertikal und horizontal, besteht, liegt die Schwelle bei 1,6 Millimetern, was dem Medianwert der Rasterbreiten der letzten 10 Umkehrpunkte entspricht. Sobald die Technik beherrscht ist, kann sie in etwa 30 Minuten durchgeführt werden, sofern sie korrekt angewendet wird.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie eine gute Vorstellung davon haben, wie man die Vibrationserkennungsschwelle sowie die taktile Empfindlichkeit beim Menschen misst.