Summary
这项工作说明了使用光栅方向测试评估空间语言触觉灵敏度的标准程序和R指数阈值确定。
Abstract
使用光栅定向测试（6种不同的工具将光栅尺寸从0.20-1.25 mm增加）计算R指数估计的单个阈值，以评估空间语言触觉灵敏度。在实验过程中，受试者被蒙住眼睛，并要求指定放置在舌头上的光栅（水平或垂直）的方向。R指数基于信号检测理论（SDT），它是与替代刺激（噪声，例如，不正确的方向）相比正确识别目标刺激（信号，例如，正确方向）的估计概率。计算出每个主体和每个工具维度的 R 指数值后，可以基于单侧 R 指数临界值，通过插值紧邻既定边界值（通常为 75%）的两个 R 指数，得出单个阈值。该程序在医学领域有助于研究口腔触觉敏感性，言语清晰度和吞咽障碍之间的关系，以及在感官和消费者研究中探索质地感知，食物偏好和饮食行为的个体差异。
Introduction
食物的质地和口感在点赞中起着重要作用1，2，3，4，虽然研究发现由于咀嚼行为2，5，唾液流量和组成等因素，质地感知存在差异6，7，但可用于评估口腔触觉受体（机械感受器）变化的方法有限。口腔中含有不同类型的机械感受器：默克尔受体，鲁菲尼圆柱体和迈斯纳小体8。机械感受器可以分为两组：缓慢适应和快速适应。缓慢适应的机械感受器（鲁菲尼圆柱体和默克尔受体）在受到刺激时连续产生信号。相反，快速适应的机械感受器（迈斯纳小体）用信号对刺激的开始和结束做出反应。触觉敏锐度在舌表面和个体之间差异很大，可能是由于机械感受器敏感性的差异。口腔中机械感受器的位置和数量，机械感受器的空间排列/密度（空间敏锐度）的差异，或激活时灵敏度的差异可能是这种个体内和个体间变异的原因。已经发表了几种评估和筛选口腔中机械感受器灵敏度变化的方法，包括von Frey细丝9，10，字母识别11，12，光栅取向测试13和柔性电极阵列14，15。光栅方向测试需要将具有不同凹槽宽度的方形光栅（图1，图2）放置在被蒙住眼睛的物体的舌头上。它们指示受试者是否认为光栅处于水平或垂直方向。响应用于根据受试者区分不同光栅尺寸的方向的能力来计算平均阈值。
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Protocol
所有参与者都签署了知情的书面同意书。这项研究得到了米兰大学伦理委员会的批准（第48/19号），并根据《赫尔辛基宣言》进行。
1. 实验人员培训
- 拿起光栅工具，在放置在秤上的海绵上施加100克的力。
注：本研究中使用的光栅工具原理图见图1 - 重复此过程至少10次，以减少在测试期间在实验者内部和实验者之间对受试者舌头施加的光栅所施加的力的变化。
2. 评估程序
注意：按照所需的健康和安全标准（例如，口罩、手套和实验室外套）对触觉敏锐度进行评估，以确保受试者的安全。
- 在参与者视线之外的桌子上显示所有光栅（0.20毫米，0.25毫米，0.50毫米，0.75毫米，1.00毫米，1.25毫米）（图2）。
- 让参与者坐在舒适的椅子上，并告知他们可以随时离开实验。
- 告知参与者，他们将在实验过程中被蒙住眼睛，并要求他们以舒适和放松的方式伸出舌头。
- 在实验开始之前，使用最大的光栅（1.25毫米）使受试者熟悉该过程，以展示施加的力（100 g持续3秒）。
- 通知参与者，只要认为合适，他们可以喝一口水。
- 将每个光栅涂抹在受试者的舌头上（舌头的前部区域正好在中线附近）。
- 每次触摸后，让受试者用手指示工具的方向（水平或垂直）和他们的确定程度（当然，不确定）。受试者必须猜测他们是否不知道。
- 每次触摸后，将每个主题的所有答案（水平，垂直，确定，不确定）记录在电子表格上（补充表1）。
- 对所选的 R 指数截止值，根据需要多次重复每个光栅，例如，6 次，水平 3 次，垂直 3 次（补充表 1）。
- 在测试每个参与者后对每个光栅进行灭菌（请参阅第4节）。
注意：舌头应从嘴里轻轻伸出，志愿者无需费力，以避免过度疲劳，这将导致其表现结果的改变。需要注意的是，光栅的重复次数越高，测量越可靠16。
3. 清洁规程
- 根据制造商的说明，准备由20毫升次氯酸钠（见 材料表）组成的溶液，稀释在1升水中。
- 手动摇动溶液几秒钟。
- 用约20 mL的消毒剂溶液填充6杯，使每个工具完全浸入溶液中。
- 将每个工具放在相应的杯子中。
- 让工具浸泡15-20分钟。
- 根据制造商的说明用大量清水冲洗工具，并用牙刷擦洗，以确保去除任何次氯酸钠残留物。
- 让工具风干。
4. R指数计算
- 使用以下等式，根据用于计算R指数的响应频率，为每个志愿者和所有工具创建响应矩阵（图3）：
注：R指数表示每个工具的单个触觉灵敏度16。R-指数基于SDT17 ，表示将目标刺激（即信号）与替代刺激（即噪声）区分开来的估计概率。信号和噪声对应于正确或不正确地识别光栅的水平垂直方向。信号和噪声都有四个响应选项："水平确定"、"水平不确定"、"垂直不确定"和"垂直确定"16。R 指数值的范围介于 0-1 之间。R 指数值越高，表示判别力越强。
5. 通过R指数估计值确定灵敏度和阈值
- 要确定受试者是否可以区分每个工具的方向，请使用 R 指数显著性检验的临界值表计算截止值18
注：考虑到本例，对应于36个表示法（即每个光栅呈现6次，3个水平和3个垂直），根据α = 0.0518的单侧R指数临界值，判别的截止值设置为0.7426。 - 如果使用了足够多的工具（例如，六种不同的光栅尺寸）19，则得出R指数阈值估计值。
- 要计算每个受试者的阈值，请插值截止值正下方和上方的两个 R 指数20。
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Representative Results
共有70名健康成年人（年龄范围= 19-33岁;平均年龄= 22.0;52.9%女性）参与了这项研究，如Appiani等人（2020）21所示。
例如， 图 4 中报告了平方 0.75 mm 按年龄划分的 R 指数分布。每个点代表一个不同的主题。虚线上方的受试者（截止值：0.7426）是正确识别光栅方向（更敏感）的受试者。
图 5 中报告了六个光栅的性能和一个受试者的派生 R 指数阈值估计值。在这种情况下，阈值对应于 0.99 mm。阈值较低的受试者能够识别较小的条形（更敏感），而阈值较高的受试者需要更多的输入（较大的条形）才能在认知上感知刺激（不太敏感）10。在本例中，阈值的范围可以从0.20-1.25毫米。然而，可以实现两个极端值：阈值<0.20 mm的受试者是那些能够从最小尺寸（0.20 mm）识别正方形方向的物体。相反，记录阈值>1.25 mm的参与者无法区分任何光栅尺寸。补充表 2 中报告了阈值数据集的示例。
图 1：工具说明。 方形示意图 请点击此处查看此图的大图。
图 2：具有尺寸递增的凹槽/条的正方形。 该图显示了六个光栅，范围从最小（0.20毫米）到最大（1.25毫米）。 请点击此处查看此图的放大版本。
图 3：响应矩阵。 该图显示了用于计算 R 指数的响应矩阵。信号 （S） 和噪声 （N） 分别对应于水平和垂直方向。从"a"到"h"的字母是取值在0到3之间的整数。 请点击此处查看此图的放大版本。
图 4：按年龄划分的 0.75 mm 的 R 指数分布。 虚线表示截止值 （0.7426）。虚线上方的主题是正确标识工具方向的主题。 请点击此处查看此图的放大版本。
图 5：单个阈值计算。 一个主题的 R 指数值和相关阈值的计算。 请点击此处查看此图的放大版本。
补充表1： 实验者用来记录参与者反应的电子表格示例。第一栏（审判号）代表陈述的次数;例如，报告了36种可能的演示。第二列（组合）表示光栅的大小（G）和方向（HORIZ./VERT.）。调查人员在"答案"列（水平/垂直）中报告受试者的答案，并使用最后一列（确定/不确定）指示确定程度。 请点击此处下载此表格。
补充表2：用于计算单个阈值的数据集。 前三列报告每个受试者的身份识别码、年龄和性别。列 4-9 报告每个工具的 R 索引值。以粗体形式报告截止值正上方和下方的值，这些值已用于通过插值（最后一列）计算各个阈值。 请点击此处下载此表格。
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Discussion
用于测量触觉敏锐度的有效仪器很少10，11，13，22。Von Frey细丝已被证明是测量皮肤和口腔触觉敏锐度的充分方法10，21，22。但是，这些仪器测量的舌触觉敏锐度与光栅方向测试21不同。Von Frey 灯丝测量接触检测，同时栅格栅测量空间分辨率灵敏度。这两种不同的感觉功能由不同的神经机制服务23，24，25。
其他已知的工具是JVP圆顶（Stoelting Co，Wood Dale，IL，USA），它们与本程序中使用的工具非常相似。然而，这些工具主要用于测量皮肤的触觉敏锐度，因为它们的灵敏度（从0.35-3.00毫米）低于舌头的平均空间分辨率（0.58毫米）13。出于这个原因，Appiani等人（2020）21 评估了本方案中使用的定制光栅的认知和感知适用性，其额外的凹槽宽度小于0.50毫米（即0.20和0.25毫米），以便包括更适合评估口腔触觉敏感性的尺寸范围21。该工具由聚四氟乙烯机切的1 cm2 方块组成，其表面刻有光栅。每个正方形的高度为5毫米，由一根狭窄的圆柱形杆（2厘米长）固定（图1）。条形尺寸和每个条之间的距离（凹槽宽度）因正方形而异，但在正方形内是一致的。凹槽深度增加1.5倍于凹槽宽度，以确保舌头在测试过程中不会接触到正方形的底部13。用于评估受试者灵敏度的正方形数量可能会有所不同，条形的大小也会有所不同，但先前的研究发现，需要六个在最小的条形尺寸（从0.20毫米到1.25毫米）上变化的正方形，才能在个体之间为舌头提供辨别13，24 （图2）。
在本程序中，建议计算一个指数（R指数），以评估特定光栅尺寸的口腔歧视。此外，如果工具的数量足够大（例如，六个工具），则本程序根据Robinson及其同事报告各个阈值的计算20。
该协议显示了一种有效，简单，快速的方法来测量舌头水平的触觉敏锐度。但是，应该指出一些可能影响测试可靠性的挑战21。通常，仪器的可靠性会受到实验者的影响。因此，应保证对实验者的仔细训练和校准，以对受试者的舌头施加一致和标准化的力量。此外，舌肌的不自主运动和舌表面的干燥会影响测量。因此，必须伸出舌头相对较长时间的志愿者被要求集中精力。这些限制的发生因人而异。然而，可以通过建议受试者将舌头保持在牙齿和嘴唇之间放松并可能将下巴放在手上来减少。此外，志愿者被邀请在测试期间多次停下来喝一些水。
未来的研究可以深入研究个体舌触觉敏锐度，食物偏好，食物选择和营养状况之间的关系。该协议在临床环境中也可能有助于研究吞咽或口腔疾病的脆弱人群。
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Disclosures
作者没有什么可透露的。
Acknowledgments
我们感谢所有参与者，志愿者和其他参与研究的人。我们感谢Sandra Stolzenbach Wæhrens和Wender Bredie（哥本哈根大学）设计了当前光栅方向测试中使用的正方形。这项研究由米兰大学资助，Piano 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 |
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