Summary
Ce travail illustre une procédure standard et la détermination du seuil par l’indice R pour évaluer la sensibilité tactile linguale spatiale à l’aide d’un test d’orientation des caillebotis.
Abstract
Les seuils individuels par estimations de l’indice R sont calculés à l’aide d’un test d’orientation des caillebotis (6 outils différents d’augmentation de la taille des caillebotis de 0,20 à 1,25 mm) pour évaluer la sensibilité tactile linguale spatiale. Au cours de l’expérience, les sujets ont les yeux bandés et sont invités à spécifier l’orientation du caillebotis (horizontal ou vertical) placé sur la langue. L’indice R est basé sur la théorie de la détection du signal (SDT), et il s’agit d’une probabilité estimée d’identifier correctement un stimulus cible (le signal, par exemple, l’orientation correcte) par rapport à un stimulus alternatif (le bruit, par exemple, l’orientation incorrecte). Une fois que les valeurs de l’indice R pour chaque sujet et chaque dimension de l’outil sont calculées, il est possible de dériver le seuil individuel en interpolant les deux indices R immédiatement en dessous et au-dessus du seuil établi (généralement 75%) sur la base de valeurs critiques unilatérales de l’indice R. Cette procédure peut être utile dans le domaine médical pour étudier l’association entre la sensibilité tactile orale, la clarté de la parole et les troubles de la déglutition, ainsi que dans les études sensorielles et de consommation pour explorer la variation individuelle de la perception de la texture, des préférences alimentaires et du comportement alimentaire.
Introduction
La texture et la sensation en bouche des aliments jouent un rôle important dans le goût1,2,3,4, et bien que la recherche ait révélé des différences dans la perception de la texture en raison de facteurs tels que le comportement de mastication2,5, le flux de salive et la composition6,7, il existe des méthodes limitées disponibles pour évaluer la variation des récepteurs tactiles oraux (mécanorécepteurs). La cavité buccale abrite différents types de mécanorécepteurs présents dans la bouche : les récepteurs de Merkel, les cylindres de Ruffini et les corpuscules de Meissner8. Les mécanorécepteurs peuvent être classés en deux groupes : s’adaptant lentement et s’adaptant rapidement. Les mécanorécepteurs qui s’adaptent lentement (cylindres de Ruffini et récepteurs de Merkel) produisent des signaux en continu tout en étant stimulés. En revanche, les mécanorécepteurs à adaptation rapide (corpuscules de Meissner) répondent au début et à la fin de la stimulation par un signal. L’acuité tactile varie considérablement à travers les surfaces de la langue et entre les individus, peut-être en raison de différences dans la sensibilité des mécanorécepteurs. L’emplacement et le nombre de mécanorécepteurs dans la cavité buccale, les différences dans la disposition spatiale / densité des mécanorécepteurs (acuité spatiale), ou les différences dans leur sensibilité lorsqu’ils sont activés pourraient être la cause de cette variabilité intra- et inter-individuelle. Plusieurs méthodes d’évaluation et de dépistage de la variation de la sensibilité des mécanorécepteurs dans la cavité buccale ont été publiées, notamment les filaments de von Frey9,10, la reconnaissance des lettres11,12, les tests d’orientation des caillebotis13 et le réseau d’électrodes flexibles14,15. L’essai d’orientation des caillebotis nécessite que des caillebotis carrés (Figure 1, Figure 2) avec différentes largeurs de rainure soient placés sur la languette d’un sujet aux yeux bandés. Ils indiquent si les sujets perçoivent les caillebotis comme étant dans une orientation horizontale ou verticale. Les réponses sont utilisées pour calculer les seuils moyens en fonction de la capacité du sujet à discriminer l’orientation pour les différentes tailles de caillebotis.
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Protocol
Un consentement éclairé et écrit a été signé par tous les participants. Cette étude a été approuvée par le Comité d’éthique de l’Université de Milan (n. 48/19) et menée conformément à la Déclaration d’Helsinki.
1. Formation des expérimentateurs
- Prenez l’outil de caillebotis et appliquez une force de 100 g sur une éponge placée sur une balance.
REMARQUE : Reportez-vous à la Figure 1 pour le schéma de l’outil de caillebotis utilisé dans la présente étude. - Répétez cette procédure au moins 10 fois pour réduire la variation de la force appliquée par le caillebotis sur la langue des sujets pendant les tests, à la fois à l’intérieur et entre les expérimentateurs.
2. Procédure d’évaluation
REMARQUE : Effectuer l’évaluation de l’acuité tactile en suivant la norme de santé et de sécurité requise pour garantir la sécurité du sujet (p. ex., masque, gants et blouse de laboratoire).
- Afficher tous les caillebotis (0,20 mm, 0,25 mm, 0,50 mm, 0,75 mm, 1,00 mm, 1,25 mm) sur une table à l’abri des regards du participant.
- Asseyez le participant dans une chaise confortable et informez-le qu’il peut quitter l’expérience à tout moment.
- Informez le participant qu’il aura les yeux bandés pendant l’expérience et qu’on lui demandera de sortir la langue d’une manière confortable et détendue.
- Avant le début de l’expérience, familiarisez les sujets avec la procédure en utilisant le plus grand caillebotis (1,25 mm) pour démontrer la force appliquée (100 g pendant 3 s).
- Avisez les participants qu’ils peuvent prendre une gorgée d’eau chaque fois que cela est jugé approprié.
- Appliquez chaque grille sur la langue du sujet (région antérieure de la langue juste autour de la ligne médiane).
- Après chaque contact, demandez aux sujets d’indiquer, à l’aide de leurs mains, l’orientation de l’outil (horizontale ou verticale) et leur degré de sécurité (sûr, incertain). Les sujets doivent deviner s’ils ne savent pas.
- Après chaque contact, enregistrez toutes les réponses (horizontales, verticales, sûres, pas sûres) pour chaque sujet sur une feuille de calcul (tableau supplémentaire 1).
- Répétez chaque grille autant de fois que nécessaire pour le seuil de l’indice R sélectionné, par exemple, 6 fois, 3 horizontalement et 3 verticalement (tableau supplémentaire 1).
- Stériliser chaque caillebotis après avoir testé chaque participant (voir rubrique 4).
REMARQUE: La langue doit dépasser doucement de la bouche sans effort de la part des volontaires pour éviter une fatigue excessive, ce qui entraînerait une altération de leurs résultats de performance. Il est important de noter que plus les répétitions par caillebotis sont élevées, plus la mesure est fiable16.
3. Protocole de nettoyage
- Préparer une solution composée de 20 mL d’hypochlorite de sodium (voir tableau des matériaux) diluée dans 1 L d’eau selon les instructions du fabricant.
- Secouez manuellement la solution pendant quelques secondes.
- Remplissez 6 tasses avec environ 20 mL de la solution désinfectante pour immerger complètement chaque outil dans la solution.
- Placez chaque outil dans la tasse correspondante.
- Laissez les outils tremper pendant 15-20 min.
- Rincez les outils avec beaucoup d’eau selon les instructions du fabricant et frottez-les avec une brosse à dents pour vous assurer d’éliminer tout résidu d’hypochlorite de sodium.
- Laissez les outils sécher à l’air.
4. Calcul de l’indice R
- Créez une matrice de réponse pour chaque volontaire et pour tous les outils (Figure 3) en fonction des fréquences de réponse utilisées pour calculer l’indice R à l’aide de l’équation suivante :
REMARQUE : L’indice R exprime la sensibilité tactile individuelle pour chaque outil16. L’indice R- est basé sur le SDT17 et représente une probabilité estimée de discerner un stimulus cible (c.-à-d. le signal) d’un stimulus alternatif (c.-à-d. le bruit). Le signal et le bruit correspondent à l’identification correcte ou incorrecte de l’orientation horizontale-verticale du caillebotis. Quatre options de réponse pour le signal et le bruit peuvent se produire : « horizontal-sure », « horizontal-unsure », « vertical-unsure » et « vertical-sure »16. Les valeurs de l’indice R varient entre 0 et 1. Une valeur d’indice R plus élevée indique une meilleure discrimination.
5. Détermination de la sensibilité et du seuil par les estimations de l’indice R
- Pour déterminer si un sujet peut discriminer l’orientation de chaque outil, calculez le seuil à l’aide d’un tableau de valeurs critiques pour les tests de signification de l’indice R18
NOTE : Compte tenu de l’exemple actuel, correspondant à 36 présentations (c.-à-d. chaque grille présentée 6 fois, 3 horizontales et 3 verticales), la valeur seuil pour la discrimination est fixée à 0,7426 selon les valeurs critiques unilatérales de l’indice R pour α = 0,0518. - Si un nombre suffisamment élevé d’outils est utilisé (p. ex., six dimensions de grille différentes)19, on obtient des estimations de seuil d’indice R.
- Pour calculer le seuil pour chaque sujet, interpolez les deux indices R immédiatement en dessous et au-dessus de la valeur seuil20.
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Representative Results
Au total, 70 adultes en bonne santé (tranche d’âge = 19-33 ans; âge moyen = 22,0; 52,9 % de femmes) ont participé à l’étude, comme le montre Appiani et coll. (2020)21.
À titre d’exemple, la distribution de l’indice R par âge pour le carré 0,75 mm est indiquée à la figure 4. Chaque point représente un sujet différent. Les sujets au-dessus de la ligne pointillée (valeur seuil: 0,7426) sont ceux qui identifient correctement l’orientation du caillebotis (plus sensibles).
La performance des six caillebotis et l’estimation dérivée du seuil de l’indice R d’un sujet sont présentées à la figure 5. Dans ce cas, le seuil correspond à 0,99 mm. Les sujets avec des valeurs seuils faibles sont capables de reconnaître une taille de barre plus petite (plus sensible), tandis que les sujets avec des valeurs seuils élevées ont besoin de plus d’entrée (taille de barre plus grande) pour percevoir le stimulus cognitivement (moins sensibles)10. En l’espèce, les valeurs seuils peuvent aller de 0,20 à 1,25 mm. Néanmoins, deux valeurs extrêmes peuvent être atteintes: les sujets avec un seuil <0,20 mm sont ceux capables de reconnaître l’orientation des carrés à partir de la plus petite taille (0,20 mm). Inversement, les participants qui enregistrent un seuil >1,25 mm ne sont pas en mesure de discriminer l’une des tailles de caillebotis. Un exemple d’ensemble de données de seuil est présenté dans le tableau supplémentaire 2.
Figure 1 : Description des outils. Dessin schématique carré Veuillez cliquer ici pour agrandir cette figure.
Figure 2 : Carrés avec des rainures/barres de taille croissante. La figure montre les six caillebotis, allant du plus petit (0,20 mm) au plus grand (1,25 mm). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : Matrice de réponse. La figure montre la matrice de réponse utilisée pour calculer l’indice R. Le signal (S) et le bruit (N) correspondent respectivement à l’orientation horizontale et verticale. Les lettres de « a » à « h » sont des entiers prenant des valeurs comprises entre 0 et 3. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 4 : Répartition de l’indice R par âge pour le carré 0,75 mm. La ligne pointillée représente la valeur seuil (0,7426). Les sujets qui se trouvent au-dessus de la ligne pointillée sont ceux qui identifient correctement l’orientation de l’outil. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 5 : Calcul du seuil individuel. Valeurs de l’indice R d’un sujet et calcul du seuil pertinent. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Tableau supplémentaire 1 : Exemple de feuille de calcul utilisée par les expérimentateurs pour enregistrer les réponses des participants. La première colonne (numéro d’essai) représente le nombre de présentations; à titre d’exemple, 36 présentations possibles sont rapportées. La deuxième colonne (combinaison) indique la taille du caillebotis (G) et l’orientation (HORIZ./VERT.). L’enquêteur rapporte la réponse du sujet dans la colonne « Réponse » (horizontale/verticale) et indique le degré de certitude à l’aide de la dernière colonne (Sûr/Incertain). Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.
Tableau supplémentaire 2 : Ensemble de données utilisé pour calculer les seuils individuels. Les trois premières colonnes indiquent le code d’identification, l’âge et le sexe de chaque sujet. Les colonnes 4 à 9 indiquent les valeurs de l’index R pour chaque outil. En gras sont indiquées les valeurs immédiatement au-dessus et au-dessous du seuil qui ont été utilisées pour le calcul des seuils individuels par interpolation (dernière colonne). Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.
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Discussion
Peu d’instruments valides sont disponibles pour mesurer l’acuité tactile10,11,13,22. Les filaments de Von Frey se sont révélés être une méthode adéquate pour mesurer à la fois l’acuité tactile cutanée et orale10,21,22. Cependant, ces instruments mesurent une dimension d’acuité tactile linguale différente de celle du test d’orientation des caillebotis21. Les filaments von Frey mesurent la détection de contact tandis que les caillebotis mesurent la sensibilité de résolution spatiale. Ces deux fonctions sensorielles différentes sont servies par des mécanismes neuronaux différents23,24,25.
D’autres outils connus sont les dômes JVP (Stoelting Co, Wood Dale, IL, USA), qui sont très similaires à ceux utilisés dans la présente procédure. Cependant, ces outils sont principalement utilisés pour mesurer l’acuité tactile de la peau, car ils ont une sensibilité plus faible (de 0,35 à 3,00 mm) que la résolution spatiale moyenne à la langue (0,58 mm)13. Pour cette raison, Appiani et al. (2020)21 ont évalué l’adéquation cognitive et perceptive des caillebotis sur mesure utilisés dans ce protocole, qui ont des largeurs de rainure supplémentaires inférieures à 0,50 mm (c’est-à-dire 0,20 et 0,25 mm) afin d’inclure une gamme de dimensions plus appropriées pour l’évaluation de la sensibilité tactile orale21. L’outil est constitué de blocs carrés de polytétrafluoroéthylène découpés à la machine de 1 cm2 gravés de caillebotis à leur surface. Chaque carré a une hauteur de 5 mm et est maintenu par une tige cylindrique étroite (2 cm de long) (Figure 1). La taille de la barre et la distance entre chaque barre (la largeur de la rainure) varient d’un carré à l’autre, mais sont cohérentes à l’intérieur d’un carré. La profondeur de la rainure augmente de 1,5 fois la largeur de la rainure pour s’assurer que la languette ne touche pas le fond du carré pendant les essais13. Le nombre de carrés utilisés pour évaluer la sensibilité des sujets peut varier, tout comme la taille des barres, mais des recherches antérieures ont montré que six carrés qui varient dans les plus petites tailles de barres, allant de 0,20 mm à 1,25 mm, sont nécessaires pour fournir une discrimination entre les individus pour la langue13,24 (Figure 2).
Dans la présente procédure, le calcul d’un indice (l’indice R) pour évaluer la discrimination orale d’une taille de grille spécifique est suggéré. De plus, si le nombre d’outils est suffisamment important (p. ex., six outils), la présente procédure indique le calcul des seuils individuels conformément à Robinson et à ses collègues20.
Ce protocole montre un moyen valide, facile et rapide de mesurer l’acuité tactile au niveau de la langue. Cependant, certains défis qui peuvent affecter la fiabilité du test doivent être soulignés21. En général, la fiabilité des instruments peut être affectée par l’expérimentateur. Par conséquent, une formation et un étalonnage minutieux des expérimentateurs doivent être garantis pour exercer une force constante et standardisée sur la langue du sujet. De plus, les mouvements involontaires du muscle lingual et la sécheresse de la surface linguale peuvent affecter les mesures. Ainsi, les volontaires qui doivent tenir leur langue tendue pendant une période relativement longue sont invités à se concentrer considérablement. L’occurrence de ces limitations varie considérablement d’un individu à l’autre. Cependant, il peut être réduit en suggérant que les sujets gardent la langue détendue entre les dents et les lèvres et éventuellement placer le menton sur les mains. De plus, les volontaires sont invités à s’arrêter plusieurs fois pendant le test pour boire de l’eau.
Des études futures pourraient examiner en profondeur l’association entre l’acuité tactile linguale individuelle, les préférences alimentaires, les choix alimentaires et l’état nutritionnel. Ce protocole peut également être utile en milieu clinique pour étudier les populations vulnérables souffrant de troubles de la déglutition ou de la cavité buccale.
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Disclosures
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Acknowledgments
Nous remercions tous les participants, les bénévoles et les autres personnes impliquées dans l’étude. Nous remercions Sandra Stolzenbach Wæhrens et Wender Bredie (Université de Copenhague) d’avoir conçu les carrés utilisés dans le présent test d’orientation des caillebotis. Cette recherche a été financée par l’Université de Milan, 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 |
References
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