Summary
هنا، نقدم بروتوكولات لتحديد عتبات الكشف عن الاهتزاز وحدة عن طريق اللمس باستخدام الأساليب النفسية في الإنسان.
Protocol
وتمت الموافقة على البروتوكول اختبار من قبل لجنة الأخلاقيات شاريتيه-Universitätsmedizin.
1. كشف عن الاهتزاز عتبة (VDT)
- الجهاز والجمعية بروتوكول اختبار - احتبار
- تجميع مكونات الجهاز وفقا لالشكل 1A. وضع لوحة على السطح على نحو سلس (40 سم × 80 سم) على الطاولة. وضع شريط النحاس على متن الطائرة.
- ربط المحرك كهرضغطية (الاهتزاز مشجعا) إلى وحدة تحكم.
- ربط مربع الاستجابة ورصد الجهاز لنظام الحصول على البيانات (انظر ملف التعليمات البرمجية التكميلي).
- ربط نظام الحصول على البيانات إلى جهاز الكمبيوتر (المكتبي أو المحمول)، وبيزو وحدة تحكم المحرك.
- المسمار تحفيز التحقيق إلى الجزء المتحرك من المحرك كهرضغطية حسب الطلب (للحصول على تفاصيل من التحقيق انظر المواد).
- تركيب المحرك كهرضغطية مع لجنة التحقيق على شريط النحاس متوازن.
- بروتوكول الاختبار
- النصي اختبار البروتوكول التي تطبق اثنين فاصل اضطر للاختيار وتحولت القاعدة إلى أعلى وأسفل الأسلوب. انظر ملف التعليمات البرمجية التكميلي موجزا عن البرنامج النصي.
- بناء الموجي من التحفيز اهتزاز، موجة جيبية وتحديد مدة التحفيز، ترتفع وتنخفض الخصائص.
- البرمجيات مفتوحة (على سبيل المثال، LabChart). حدد الإعداد> محفز.
- اختيار الموجي العرف وتكوين خيارات مشجعا. إنشاء 2 الطول الموجي التحفيز الخاصة بكل فترة (stim1 وstim2).
ملاحظة: يتكون stim1 الموجي من 3 أجزاء: تأخير 4 ثانية، تليها موجة جيبية من 1.8 ثانية، وتأخير من 1.8 ثانية (أي حافز). يتكون STIM الموجي 2 من 3 أجزاء: تأخير 4 ثانية، وجاء التأجيل من 1.8 ثانية (أي حافز)، وموجة جيبية من 1.8 ثانية. - لالموجي الجيبية، إنشاء متغير المعالم الجديدة لالتردد والسعة. Modifذ وظيفة موجة جيبية عن طريق إدخال الوظائف التالية لصعود وهبوط.
ارتفاع الموجي: (1-ه -bt) ∙ السعة ∙ جيب (تردد)، ب = 9.1
تقع الموجي: (ه -bt) ∙ السعة ∙ جيب (تردد)، B = 9.1 - في لوحة البيانات على الرسم البياني للمختبر، وخلق مجموعة من 35 مخرجات الجهد تتعلق 35 شدة السعة (أو مستويات) من التحفيز اهتزاز. انظر الجدول 1.
- تعيين السعة البداية / الافتراضي من التحفيز اهتزاز للتردد الاهتزاز اختبارها في البرنامج النصي الكلي لإجراء اختبار (انظر القسم ملف التعليمات البرمجية التكميلي).
- إعداد وتدريب الموضوعات - الدورة اختبار
- إبلاغ اختبار المواضيع حول إجراء الاختبار، ويكون لهم التوقيع على استمارة موافقة خطية. لضمان عدم الكشف عن هويته وتحقيق متطلبات حماية البيانات، وتعيين كل مشارك عدد.
- مقعد مريح الموضوعاتفي غرفة هادئة في درجات الحرارة بين 20-30 درجة مئوية. ارشادهم حول الاختبار بطريقة بسيطة وواضحة بحيث يعرف هذا الموضوع ما يمكن توقعه أثناء الاختبار.
- وضع ذراع الموضوع على متنها. لوحة الاصبع الصغير مع العجين الطبي للحد من الحركة. وضع شريط النحاس على متن لوضع مسبار على الاصبع الصغير من ناحية اختبار أسفل الظفر. ضمان الاتصال الصحيح بين التحقيق والجلد وضبط الموقف من التحقيق إلى وضع أفقي باستخدام منسوب المياه. تجنب ملامسة الجلد مع حواف التحقيق مسطح دائري.
ملاحظة: هذا يضمن أن سطح مستو لجنة التحقيق ينطبق حوالي 30 غرام (0.3 N) إلى سطح الجلد. حواف حادة يمكن أن تؤدي إلى عتبات الكشف انخفضت. كتلة ثقيلة من شريط النحاس يمنع انتقال الاهتزازات تشتيت من المناطق المحيطة بها إلى الجهاز ويقلل من تبديد للموجة جيبية تطبيقها. - قبل الاختبار، احصل على المشاركينق إطلاع على برنامج الإعداد. اعتمادا على اختبار التردد والحاضر على حد سواء سهلة (مستوى 23) والصلب (مستوى 7) ينظرون إلى التحفيز اهتزاز من خلال تغيير السعة حتى يدرك هذا الموضوع اهتزاز لضمان أن يفهم إجراء التجارب.
- إذا لزم الأمر، إعادة البدء (الافتراضي) السعة على التردد المحدد بحيث أن هذا الموضوع يمكن بسهولة الكشف عن التحفيز عند بدء تشغيل اختبار البروتوكول (انظر 1.2.3).
- تقليل التفاعلات بين الذات والموضوع الفاحص أثناء الاختبار.
- بدء الاختبار عن طريق تشغيل برنامج نصي يستخدم يومين بديل الإجراء اضطر للاختيار مع من أعلى إلى أسفل طريقة التكيف 22.
ومؤتمتة تطبيقات في 1.3.7-1.3.12 من قبل البرنامج النصي البرنامج: ملاحظة. - في كل محاكمة، إدارة عشوائيا حافزا الاهتزاز أثناء واحدة من فترات اللذين يشار بصريا إلى موضوع اختبار ك "1" و "2" على شاشة جهاز العرض (الشكل 1B).هل لديك موضوع بيان ما إذا كان احتوت الأولى أو الثانية فترات متتابعة التحفيز الاهتزاز عن طريق الضغط على واحد من اثنين من الأزرار "1" أو "2" في مربع استجابة. السماح موضوع جعل تخمين إذا كان هو أو هي لم تكن متأكدا عندما يتم تقديم التحفيز.
ملاحظة: تتطلب تقنية اضطر للاختيار أن موضوع يستجيب حتى عندما لا ينظر إلى الاهتزاز. - في سلسلة محاكمة، والذي يتألف من 6 إلى حد أقصى قدره 9 محاكمات واحدة، كرر نفس التحفيز اهتزاز في مستوى السعة واحدة على الأقل ست مرات على التوالي. إذا كانت الردود كلها صحيحة، والحد من مستوى التحفيز كثافة (أسفل القاعدة) لسلسلة محاكمة لاحقة.
- بناء على قرار حكم طريقة التكيف (العوامل المنطقية في النص)، منح هذا الموضوع المزيد من التجارب لنفس كثافة التحفيز إذا كان موضوع يجعل أخطاء في سلسلة محاكمة. تقليل كثافة التحفيز إذا تم تحديد الحوافز بشكل صحيح في 5 محاكمات على الأقل، وبشكل غير صحيح في أقل من 2المحاكمات.
- زيادة مستوى التحفيز إذا كان موضوع يجعل الاستجابات غير صحيحة 2 في سلسلة المحاكمة؛ أو، استجابة غير صحيحة أكثر من واحد وأقل من 5 الإجابات الصحيحة.
- توثيق التغيير في اتجاه كثافة التحفيز، ونقطة الانعكاس. تغيير كثافة التحفيز وفقا لعدد الانعطاف: قبل الانعطاف الثالثة بنسبة 4 مستويات كثافة. عند نقطة الانعكاس 3 الثالثة بنسبة 2 مستويات كثافة. آخر حسب مستوى 1 (لمزيد من التفاصيل انظر التكميلي ملف رمز والشكل 4B).
- إنهاء الاختبار عند اكتمال هذا الموضوع ما مجموعه 8 انتكاسات.
- حساب VDT بأخذ متوسط قيمة الحوافز سعة 6 الانتكاسات الأخيرة.
2. اللمس المكانية البراعة اختبار
- تحديد حدة عن طريق اللمس مع اختبار التوجه يومين بديل الاختيار القسري صريف باستخدام اللمس البراعة مكعب (TAC). وتتألف معاهدة الصداقة والتعاون من 6 الجانبين تحتوي على كلصريف (شريط والأخدود) الذي الاعراض هي 0.75 ملم، 1.25 ملم، 1.75 ملم، 3.0 ملم، 4.5 ملم و 6.0 ملم.
- المواضيع مقعد في غرفة هادئة في درجات الحرارة بين 20-30 درجة مئوية، وإرشاد على المهمة.
- خلال التجربة ويعصبون اختبار المواضيع باستخدام النظارات محمية. ضع يدك المهيمنة على طاولة مع السطح الراحي مواجهة.
- على كل محاكمة، وتطبيق معاهدة الصداقة والتعاون إلى لوحة بأصابع الاتهام إلى واحد من اثنين من التوجهات صريف: عموديا (الاتجاه الموازي) أو أفقيا (الاتجاه العرضي) الانحياز إلى محور طويل من إصبع. عشوائيا اختيار النظام من التوجه صريف لكل محاكمة.
- تطبيق حواجز شبكية من معاهدة الصداقة والتعاون لمدة 2 ثانية إلى لوحة إصبع السبابة بحيث المكعب تمارس ثقلها كله على الاصبع (233 غرام). تجنب الضغط على معاهدة الصداقة والتعاون على منصة الإصبع.
- طرح الموضوعات لتحديد اتجاه التوافق قبل إزالة مكعب من أصابعهم.
- تجنب حركة فاي المشاركنجر لأنها يمكن أن توفر جديلة إلى التوجه. تجاهل المحاكمة إذا المجرب الحواس أن إصبع تحركت.
ملاحظة: حذار أن حركات الاصابع الصغيرة لا يمكن الكشف عنها من قبل المجرب في الإجراء. - توظيف أسفل اثنين واحد حتى طريقة التكيف في خوارزمية الدرج.
- نبدأ مع أكبر صريف، 6.0 مم.
- تقليل عرض صريف بعد سنتين التحديد الصحيح للتوجه (الإجابة الصحيحة).
- اختبار المقبل، عرض أصغر والاستمرار في الحكم خطوة حتى موضوع يجعل استجابة غير صحيحة وتوثيق عرض صريف كنقطة انعكاس.
- زيادة متدرج عرض صريف مرة أخرى حتى يتم تحديد توجهات اثنين من عرض بشكل صحيح مرة أخرى.
- إنهاء الاختبار بعد الانتهاء من ثلاثة عشر انتكاسات.
- حساب عتبة التوجه صريف اللمس عن طريق أخذ متوسط من الاعراض صريف من 10 الانتكاسات الأخيرة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
ويوفر المحرك كهرضغطية التحفيز اهتزاز لهذا الموضوع. التحفيز اهتزاز لديه المدة الإجمالية من 1.8 ثانية، ويرد مرة واحدة فقط خلال المحاكمة خلال الفترة الأولى أو الثانية (الشكل 2A). يتم تحديد صعود وهبوط الوقت في بداية وإزاحة التحفيز بواسطة وظائف (1-ه -bt) ∙ السعة ∙ جيب (تردد)، و (ه -bt) ∙ السعة ∙ جيب (تردد)، على التوالي، حيث ومن المقرر ب 9.1. صعود وهبوط مرة في بداية وتعويض هي 500 و 600 ميللي ثانية، على التوالي، وتكون مستقلة عن التردد اختبار والسعة. مدة التحفيز بين بداية وتعويض مراحل هو 700 ميللي ثانية. الارتفاع التدريجي وسقوط يضمن تسليم التحفيز على نحو سلس.
عتبات كشف الاهتزاز تعتمد على وتيرة التحفيز لأنهم بوساطة الحرفي مختلفةمستقبلات راي. وفقا لمنحنى ضبط نفسي وبدني البشري، عتبات تقع بين ~ 20 نانومتر إلى ~ 45 ميكرون 5. لذلك، يتم إنشاء مجموعة من 35 مستويات التحفيز (مجموعة من 18 نانومتر إلى 45 ميكرون) من الموجي الاهتزاز (الشكل 2B) التي يتم ترتيبها لوغاريتمي القيم السعة (قاعدة 10؛ التحفيز ن + 1 = 10 0.1 ∙ التحفيز ن). تم تصميم هذه المجموعة من سعة للسماح لاختبار على ترددات تتراوح 1-250 هرتز. وعادة ما يتم تعيين السعة التحفيز بدءا أعلى من متوسط عتبة الكشف الاهتزاز لاختبار اهتزاز تردد معين. الملاحظات السابقة على التردد المنحنيات ضبط تم الحصول عليها من كلا الدراسات النفسية قياس متوسط عتبة الكشف حوالي 300 نانومتر لارتفاع وتيرة (> 100 هرتز) المحفزات، و~ 3 ميكرون لترددات منخفضة نسبيا (<40 هرتز) 5،23،24.
العلاقة بين القيادة إدخال التيار الكهربائي إلى THويوضح البريد الناتج تشريد المحرك كهرضغطية يقاس استشعار قياس الضغط (اس جي اس) في 10 و 125 هرتز في أرقام 3A و 3B. العلاقة خطية (معامل الارتباط، ص 2 = 0.9992) لمجموعة من شدة الاهتزاز المستخدمة (الشكل 3C). كانت هناك علاقة متطابقة تقريبا بين المدخلات الجهد والنزوح الناتج في الطول الموجي الجيبية من 20 السعة نانومتر (الشكل 3D).
في الشكل (4)، ودورة اختبار نموذجي حيث يتم تحديد عتبة كشف الاهتزاز في الاصبع الصغير المناسب في 125 هرتز. يبدأ البحث عتبة مع التحفيز الذي هو فوق عتبة مستوى السعة 23 (676 نانومتر النزوح). وتتكون الدورة التجريبية من سلسلة متعددة من التجارب واحدة. سلسلة تتكون من ما يصل إلى 9 محاكمات واحدة تطبق على مستوى التحفيز اهتزاز واحد. انخفاض في stimuluالصورة كثافة (مستوى) في عام تتطلب على الأقل 6 الإجابات الصحيحة متتابعة الشكل (4A). تغيير في اتجاه كثافة التحفيز يمثل نقطة الانعكاس في سلسلة محاكمة المسار ويتطلب اثنين على الأقل من الإجابات الخاطئة. حجم التغير في كثافة التحفيز يعتمد على عدد انعكاس. للبحث بسرعة عن عتبة، يتم تغيير كثافة التحفيز في الخطوات من 4 مستويات عندما يكون عدد من انتكاسات أقل من 3، تليها مستويات 2 في انعكاس 3RD (الاتجاه الصعودي). خلاف ذلك، تتغير شدة التحفيز في خطوات المستوى 1 لتحديد بدقة عتبة (الشكل 4B). يتم احتساب عتبة هذا الموضوع من خلال تحويل شدة التحفيز المتوسطة ل6 نقاط الانعكاس الأخيرة. في هذه الحالة 401 نانومتر. وحتى تحولت القاعدة وهبوطا إجراء يتقارب إلى قيمة العتبة التي 75٪ من الاستجابات الصحيحة. وهذه تحسب على أساس تسلسل استجابة مما يؤدي إلى حكم أسفل باستخدام ما يلي الصيغة: ص 6 + 6P 6 (1-ع) + 6P 6 (1-ع) 2، حيث p احتمال وجود استجابة الصحيحة..
في نفس الموضوع، وقد تم تجربة مكعب عن طريق اللمس (الشكل 5). وتتكون كل محاكمة من 2 التحفيز. يعمل قاعدة لأسفل اثنين وواحدة والتجربة ينتهي بعد 13 نقطة الانعكاس. عتبة حدة لمسية 1.6 مم هي القيمة المتوسطة لبعرض صريف من 10 نقطة الانعكاس الماضية. تتقارب من 2 إلى أسفل و1-حتى حكم الدرج إلى عتبة الصحيحة 71٪ 25.
الشكل 1: رسم تخطيطي يوضح مكونات برنامج الإعداد لقياس عتبات vibrotactile (A) ومحاكمة اختبار نموذجي (ب).e.jpg من "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: الخصائص الفيزيائية من التحفيز اهتزاز (أ) عرض تخطيطي للالموجي التحفيز. (ب) سعة لمؤثرات الاهتزاز (محور س لديه مقياس لوغاريتمي). دائرة سوداء تعين على قوة السعة البداية لاختبار الاهتزاز في 125 هرتز. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 3: العلاقة بين القيادة إدخال التيار الكهربائي إلى النزوح الناتج من المحرك كهرضغطية في 10 هرتز و125Hض الموجي مدخلات الجيبية، (A و B)، ويقاس من مستشعر متكامل اس جي اس. (ج) العلاقة بين 125 هرتز مدخلات القيادة الجهد والنزوح الناتج قياس لمجموعة من مستويات شدة الاهتزاز المستخدمة في الاختبار. (D) متطابقة تقريبا إدخال التيار الكهربائي إلى النزوح الناتج في أدنى مستوى كثافة، 20 نانومتر. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل (4): ويرد الأداء النموذجي للموضوع على اثنين فاصل اضطر للاختيار اختبار الكشف عن الاهتزاز (A) ردود الموضوع (الصحيحة، والدوائر المفتوحة؛ غير صحيحة، والدوائر السوداء) يتم رسم ضد عدد سلسلة محاكمة. (ب) على الرسم البياني depicتينغ طريقة التكيف الذي يبحث عن عتبة عن طريق تغيير كل من أحجام خطوة والاتجاه (أي زيادة وخفض مستوى) عبر مجموعة من التجارب. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
يتم رسم ضد عدد المحاكمة؛ أداء نموذجي للموضوع على خوارزمية يومين بديل اضطر الاختيار للقيام بهذه المهمة التوجه صريف باستخدام مكعب حدة عن طريق اللمس ردود هذا الموضوع (غير صحيحة، والدوائر السوداء الصحيحة، والدوائر مفتوحة): الرقم 5 . الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| الامفيتامينلنا المستويات والفولتية الناتج المقابلة (V) لسعة التحفيز | |||||
| (1 V = 10 ميكرون سعة الإزاحة) | |||||
| 1 | 0.00179 | 13 | 0.02839 | 25 | 0.45 |
| 2 | 0.00226 | 14 | 0.03574 | 26 | 0.56652 |
| 3 | 0.00284 | 15 | 0.045 | 27 | 0.7132 |
| 4 | 0.00357 | 16 | 0.05665 | 28 | 0.89787 |
| 5 | 0.0045 | 17 | 0.07132 | 29 | 1.13035 |
| 6 | 0.00567 | 18 | 0.08979 | 30 | 1.42302 |
| 7 | 0.00713 | 19 | 0.11303 | 31 | |
| 8 | 0.00898 | 20 | 0.1423 | 32 | 2.25534 |
| 9 | 0.0113 | 21 | 0.17915 | 33 | 2.83931 |
| 10 | 0.01423 | 22 | 0.22553 | 34 | 3.57448 |
| 11 | 0.01791 | 23 | 0.28393 | 35 | 4.5 |
| 12 | 0.02255 | 24 | 0.35745 | ||
الجدول 1: مستويات التحفيز والفولتية الناتج المقابلة (V) لسعة التحفيز.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
التقنيات المستخدمة لتقييم VDT تختلف لمواصفات الجهاز، الأجهزة، وبروتوكولات الاختبار. تحدد المنظمة الدولية للتوحيد القياسي وأساليب وإجراءات لتحليل وتفسير عتبات vibrotactile بما في ذلك توصيات لمكونات مختلفة من vibrometer (ISO 13091-1 و 2 26،27) يمكث في نظام الاختبار وصفه لتوصيات ISO ذات الصلة لمجموعة اختبار التردد (4-125 هرتز)، وطريقة (البديل من درج يصل إلى أسفل واختيار القسري)، حجم المسبار (ارتفع على نحو سلس شقة والتعميم)، والاختبار في درجة حرارة الغرفة. يمكن تجهيز والإعداد مع جهاز استشعار تحديد موقف لجنة التحقيق والتشريد واختياريا يمكن أن تكون مجهزة تحيط ثابت عزل التحفيز اهتزاز.
فوائد الكذب وصفها الجهاز في الخصائص التالية: توفر والتجمع سهل من المكونات؛ قابل للتعديل نطاق الترددات 1-500 هرتز؛ السعة واسعةمجموعة (5 نانومتر 90 النزوح ميكرون)؛ أحجام التحقيق متعددة؛ البرمجة من حجم التحفيز اهتزاز ومدتها؛ وطلاقة لبروتوكول اختبار نفسي وبدني مع مختلف طريقة التكيف. وعلى الرغم من الأجهزة المحمولة المتاحة 28، والإعداد للنقل، واستخدمت في مختلف البيئات مثل المدارس ومعاهد البحوث والمستشفيات. مراكز البحوث، ومع ذلك، يجب أن يكون ورشة عمل مجهزة تجهيزا جيدا لصنع الأدوات والأجهزة اللازمة لإعداد التجريبية إضافية. هناك يتم تجميعها تجاريا وجاهزة للنظم استخدام مثل حالة IV أو ميدوك، ولكن يتم تكوين هذه الأنظمة لتوفير مجموعة محدودة من المحفزات. في المقابل، نظامنا يمكن استخدامها لتنفيذ مجموعة واسعة جدا من بروتوكولات التحفيز التي يتم محدود فقط من المواصفات العنصر بيزو المستخدمة. نظرا لحجم شريط النحاس، أنه ليس من الممكن لاختبار مناطق أخرى من أصابع اليدين والقدمين. لا تستخدم الجهاز لدينا تحيط للحد من التحفيز لمنطقة الجلد اختبارها وذلك من المرجح أن مساحة أوسع أكبر من الجلد الحقيقي للتحقيق الاتصال وحفز. وأخيرا، يتطلب إجراء الانتباه عن الموضوع لفترة أطول من الزمن، لمدة 15 دقيقة في المتوسط. عادة 3 انتكاسات الأولى لها أكبر تغيير في مستويات كثافة (4 مستويات) ومرة واحدة أكملت عتبة الأرجح تقع ضمن هذا النطاق من 4 مستويات كثافة. مع التقدم للاختبار، يتم تحديد غرامة من العتبة. هناك معيار التوقف الأخرى التي يمكن تنفيذها ومتكاملة في إجراء التكيف موضح في مكان آخر (29).
العديد من المعلمات الجهاز يمكن أن تؤثر على عتبة الكشف اهتزاز قابلة للتعديل في الإعداد 17. وتشمل هذه المعايير جهاز مثل منطقة التماس لجنة التحقيق على الجلد، واستخدام تطويق تطويق التحقيق للحد من مجال التحفيز، وتواتر الاهتزاز المحدد، الموقف المعصم، والنفسية اختبار الخوارزمية. ر نفسي وبدنيوقد استخدمت esting الخوارزميات تتضمن طريقة الحدود وطريقة الدرج لتحديد VDT وليس هناك إجماع لصالح أسلوب معين. عتبات Vibrotactile لا تختلف تبعا لطريقة اختبار نفسي وبدني تستخدم 20. تقديرات VDT ل 125 هرتز ويتم الحصول بشكل موثوق في حدود 50-600 نانومتر باستخدام طريقة التكيف الواردة في بروتوكول نفسي وبدني وهم في الاتفاق مع VDT من الدراسات الأخرى 5،23. علاوة على ذلك؛ مخطوطات لأساليب التكيف مختلفة يمكن تطويرها بسهولة ومتكاملة لتنفيذ اختبار نفسي وبدني للاهتزازات عتبة الكشف 25. إجراءات التكيف وصفنا لتحديد عتبة الاهتزاز يؤكد أن لكل مستوى قوة التحفيز الإجابات الصحيحة في الموضوع هي أكثر من 76٪ صحيحة من أجل المضي قدما على التحفيز قوة الدرج 22. وبما أن هناك فقط 2 الردود المحتملة، يمكن لسلسلة من التخمينات الحظ يغير خطأ عشرقياسات reshold، وخاصة في مستويات التحفيز منخفضة. لهذا السبب أضفنا التعديل الذي هو عبارة عن سلسلة من التجارب في كل مستوى الاهتزاز من أجل تقليل مثل هذه الأخطاء. الاشخاص الذين لا تظهر أي اتساق خلال سلسلة محاكمة - الانحرافات أكثر من 4 مستويات بين نقاط الانعكاس - وعادة ما يتم استبعادها من الدراسة. الجلد لاتصال التحقيق وكيفية التحقيق يتصرف في حين تحفيز الجلد ومن المهم جدا أن أي تجربة النفسية على الإحساس باللمس 30،31. وقد تم تجهيز المحرك بيزو مع جهاز استشعار الضغط المدمجة قياس (اس جي اس) لديه عرض النطاق الترددي العالي نسبيا (ما يصل الى 3 كيلو هيرتز) وقرار جيد جدا مع التكرار جيدة (0.1٪ من النزوح الاسمي). ولذلك، فإن الجهاز كهرضغطية له خصائص موثوقية عالية وخصوصا عندما يتعلق الأمر المسافة البادئة الجميلة حتى في الأحمال الثابتة عالية. حركة مستقيمة لأن بيزو (PICMA كومة بيزو خطي المحرك) الذي نستعمله هو جزء لا يتجزأ في دليل وهذا يضمن عدم موتى الجانبيعلى. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للتحكم أجهزة تعويض تلقائيا للأحمال أو قوات متفاوتة.
يعتمد تقييم حدة عن طريق اللمس وصفنا هنا على التسليم اليدوي من المنبهات اللمسية. اختبار يتطلب تطبيق دقيق للتحفيز على انتاج تشوه عمودي من الجلد وليس تشوهات القص التي قد تقدم العظة لهذا الموضوع. نختار إجراء مختلف قليلا لتحديد حدة المكانية عن طريق اللمس وعتبة vibrotactile. نحن لم ينتخب لاستخدام أكبر تغيير حجم الخطوة في البداية باستخدام TAC لأنها مزودة مستويات قليلة لعرض صريف (6 مستويات) وهذه ليست من حجم ثابت أو ثابتة ولكنها تختلف من أكبر إلى أصغر تغير حجم الخطوة. التغير في حجم بعرض صريف بين مستويات 3 الأولى هو 1.5 ملم، بين 3 و 4 تشرين مستوى 1.25 مم، و 4 وحتى 6 مايو 0.5 مم. أداء هذا الموضوع في مهمة التوجه صريف هو affecتيد من عمق المسافة البادئة الناجم عن التحفيز عن طريق اللمس، طبقت قوة، وإصبع حجم الاصبع 32،33. هناك بدائل أخرى لالمكعب حدة عن طريق اللمس: القباب جبهة التحرير الشعبية، ومهمة التمييز نقطتين. القباب جبهة التحرير الشعبية هي بدائل أخرى لالمكعب عن طريق اللمس. من مزايا وأن القباب جبهة التحرير الشعبية لها 8 الاعراض صريف تتراوح من 0.35 ملم الى 3.0 ملم. ويمكن استخدام القباب جبهة التحرير الشعبية لتقييم حدة المكانية عن طريق اللمس من اللسان والشفتين 8، في حين لا تعتمد 2 نقطة مهمة التمييز على تحديد التوجه صريف وليس مقياسا صالحا لمدة حدة المكانية عن طريق اللمس 34. في الآونة الأخيرة، تحسنت الصعوبات المرتبطة دليل الاختبار من خلال إدخال نظام حدة عن طريق اللمس الآلية التي تطبق اضطر للاختيار نموذج لتحديد عتبة عن طريق اللمس للصريف توجه 35.
طرق للحصول على vibrotactile وحدة عن طريق اللمس عتبات وصفناوقد استخدمت لفحص الأفراد ذات الصلة مسة الصفات 3،7،9. في دراسة أجريت من قبل فريقنا، أظهرنا أن الصفات التي تعمل باللمس هي وراثية، وأن الآفات الوراثية معينة تسبب ضعف السمع أثرت أيضا حساسية اللمس 7. وعلاوة على ذلك، حساسية اللمس يمكن تقييمها تحت ظروف تجريبية مختلفة مثل التي يسببها الماء التجاعيد الإصبع 9. وسيكون من المهم لإجراء قياسات كمية من VDT وحدة عن طريق اللمس في المرضى الذين يعانون من وظيفة ممكنة تغيير الطفرات في الجينات المسؤولة عن تنظيم حساسية مستقبلة ميكانيكية 3،7. وبالفعل، فقد كانت هناك زيادة الأخيرة في تحديد الجينات المسؤولة بشكل مباشر في هذه العملية مثل Piezo2 وSTOML3 1،13،14،36،37، والتقدم السريع في هذا المجال هو التأكد من تحديد الجينات الجديدة التي تنظم اللمس. تأثير المتغيرات الجينية في مثل هذه الجينات "لمسة" وسيتم اختبار مثالي في المرضى مرمزة مع الكمية الطرق النفسية لآيك تلك المذكورة هنا.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Piezo actuator | Physik Instrument, Germany | P-602.1L | The linear piezoelectric actuator, with integrated position sensor and motion amplifier, contains a piezoceramic material that elongates and contracts when voltage is applied. The piezoelectric actuator travels up to100 µm. The actuator is equipped with a flexure guide that ensures straight motion without tilting or lateral offset. The displacement is linear and calibration is done and checked by the manufacturer. It is recommended that on-axis movement of the probe be checked under the microscope. According to the manufacturer, the stimulus amplitude dampens by less than 20% at oscillating frequencies of 1000 Hz. This can be checked by using a force or displacement measuring device (e.g. force transducer from Kleindiek). |
| Piezo Amplifier/Servo Controller | Physik Instrument, Germany | E-665 | E-665 amplifier/controller drives and controls the displacement of a low-voltage piezoelectric actuator in a system with sensor position feedback (SGS sensors). The servo-controller provides the option for closed loop operation. When applying sinusoidal and oscillating stimuli the amplitude signal deviates from the set amplitude starting from 500 Hz and reaches a maximum decrease of 20% at 1000Hz. |
| LabChart Software | ADInstruments, USA | LabChart 7, MLU60/8 | Can create, store and run macro of the psychophysical testing algorithm. |
| PowerLab | ADInstruments, USA | PowerLab 4/35 PL3504 | Data Acquisition Hardware. Used with LabChart software. |
| Brass bar | Custom-made | Bar made of pure brass, weighs 15.5 kg. When the peizoelectric actuator is mounted on the brass bar it should exert a force of 30 g weight on skin surface. | |
| Monitor | Custom-made | To mark the 1st and the 2nd interval. The monitor indicates to the subject the time intervals during which the stimulus may be presented. | |
| Response box | Custom-made | The subject indicates the interval at which stimulus occurred. | |
| Board | Custom-made | Upper surface should be smooth (Plastic), lower surface made of foam to prevent stray vibration ot be transmitted to the stimulating pobe. | |
| Probe | Custom-made | A flat circular probe with smoothed edges (thermoplastic material) attached to a screw head. The screw should be of appropriate size to be tightened directly to the moving part of piezoelectric actuator. Size of the probe can be according to preference; in our case, diameter 8.21 mm and surface area 52.9 mm2. | |
| Labchart Script | Can be sent on request. See supplementary code file. | ||
| Tactile Acuity Cube | MedCore | The cube is comprised of 6 sides each containing a grating (bar and groove) whose widths are 0.75, 1.25, 1.75, 3.0, 4.5, and 6.0 mm. |
References
- Poole, K., Herget, R., Lapatsina, L., Ngo, H. D., Lewin, G. R. Tuning Piezo ion channels to detect molecular-scale movements relevant for fine touch. Nat Commun. 5, 3520 (2014).
- Lechner, S. G., Lewin, G. R.
- Heidenreich, M., et al. KCNQ4 K(+) channels tune mechanoreceptors for normal touch sensation in mouse and man. Nat Neurosci. 15 (1), 138-145 (2012).
- Mountcastle, V. B., Talbot, W. H., Darian-Smith, I., Kornhuber, H. H.
- Bolanowski, S. J. Jr, Gescheider, G. A., Verrillo, R. T., Checkosky, C. M. Four channels mediate the mechanical aspects of touch. J. Acoust. Soc. Am. 84 (5), 1680-1694 (1988).
- Johansson, R. S., Vallbo, A. A. B. Detection of tactile stimuli. Thresholds of afferent units related to psychophysical thresholds in the human hand. J Physiol. 297 (1), 405-422 (1979).
- Frenzel, H., et al. A Genetic Basis for Mechanosensory Traits in Humans. PLoS Biol. 10 (5), (2012).
- 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), 2361-2366 (1994).
- Haseleu, J., Omerbašić, D., Frenzel, H., Gross, M., Lewin, G. R. Water-induced finger wrinkles do not affect touch acuity or dexterity in handling wet objects. PLoS ONE. 9 (1), e84949 (2014).
- Bensmaia, S. J., Hsiao, S. S., Denchev, P. V., Killebrew, J. H., Craig, J. C. The tactile perception of stimulus orientation. Somatosens Mot Res. 25 (1), 49-59 (2008).
- Poole, K., Moroni, M., Lewin, G. R. Sensory mechanotransduction at membrane-matrix interfaces. Pflugers Arch. , (2014).
- Schrenk-Siemens, K., et al. PIEZO2 is required for mechanotransduction in human stem cell-derived touch receptors. Nat. Neurosci. , (2014).
- Woo, S. H., et al. Piezo2 is required for Merkel-cell mechanotransduction. Nature. 509 (7502), 622-626 (2014).
- Ranade, S. S., et al. Piezo2 is the major transducer of mechanical forces for touch sensation in mice. Nature. 516 (7529), 121-125 (2014).
- Wetzel, C., et al. A stomatin-domain protein essential for touch sensation in the mouse. Nature. 445 (7124), 206-209 (2007).
- McMillin, M. J., et al. Mutations in PIEZO2 cause Gordon syndrome, Marden-Walker syndrome, and distal arthrogryposis type 5. Am. J. Hum. Genet. 94 (5), 734-744 (2014).
- Gandhi, M. S., Sesek, R., Tuckett, R., Bamberg, S. J. M. Progress in vibrotactile threshold evaluation techniques: a review. J Hand Ther. 24 (3), 240-255 (2011).
- Güçlü, B., Bolanowski, S. J. Vibrotactile thresholds of the Non-Pacinian I channel: I. Methodological issues. Somatosens Mot Res. 22 (1-2), 49-56 (2005).
- Lindsell, C. J., Griffin, M. J. Normative vibrotactile thresholds measured at five European test centres. Int Arch Occup Environ Health. 76 (7), 517-528 (2003).
- Morioka, M., Griffin, M. J. Dependence of vibrotactile thresholds on the psychophysical measurement method. Int Arch Occup Environ Health. 75 (1-2), 78-84 (2002).
- Tannan, V., Dennis, R., Tommerdahl, M. A novel device for delivering two-site vibrotactile stimuli to the skin. J. Neurosci. Methods. 147 (2), 75-81 (2005).
- Zwislocki, J. J., Relkin, E. M. On a psychophysical transformed-rule up and down method converging on a 75% level of correct responses. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98 (8), 4811-4814 (2001).
- Gescheider, G. A., Bolanowski, S. J., Pope, J. V., Verrillo, R. T. A four-channel analysis of the tactile sensitivity of the fingertip: frequency selectivity, spatial summation, and temporal summation. Somatosens Mot Res. 19 (2), 114-124 (2002).
- Kuroki, S., Watanabe, J., Nishida, S. Contribution of within- and cross-channel information to vibrotactile frequency discrimination. Brain Res. 1529, 46-55 (2013).
- Levitt, H.
- International Organization for Standardization. Mechanical vibration-Vibrotactile perception thresholds for the assessment of nerve dysfunction-Part 1: Methods of measurement at the fingertips. ISO 13091-1. , Geneva, Swizerland. (2001).
- International Organization for Standardization. Mechanical vibration-Vibrotactile perception thresholds for the assessment of nerve dysfunction-Part 2: Analysis and interpretation of measurements at the fingertips. ISO 13091-2. , Geneva, Switzerland. (2003).
- Holden, J. K., Nguyen, R. H., Francisco, E. M., Zhang, Z., Dennis, R. G., Tommerdahl, M. A novel device for the study of somatosensory information processing. J Neurosci Methods. 204 (2), 215-220 (2012).
- Güçlü, B., Oztek, C. Tactile sensitivity of children: effects of frequency, masking, and the non-Pacinian I psychophysical channel. J Exp Child Psychol. 98 (2), 113-130 (2007).
- Cohen, J. C., Makous, J. C., Bolanowski, S. J. Under which conditions do the skin and probe decouple during sinusoidal vibrations? Exp Brain Res. 129 (2), 211-217 (1999).
- Makous, J. C., Gescheider, G. A., Bolanowski, S. J. The effects of static indentation on vibrotactile threshold. J. Acoust. Soc. Am. 99 (5), 3149-3153 (1996).
- Goldreich, D., Kanics, I. M. Tactile Acuity is Enhanced in Blindness. J. Neurosci. 23 (8), 3439-3445 (2003).
- Peters, R. M., Goldreich, D. Tactile Spatial Acuity in Childhood: Effects of Age and Fingertip Size. PLoS One. 8 (12), (2013).
- Tong, J., Mao, O., Goldreich, D. Two-point orientation discrimination versus the traditional two-point test for tactile spatial acuity assessment. Front Hum Neurosci. 7, 579 (2013).
- Goldreich, D., Wong, M., Peters, R. M., Kanics, I. M. A Tactile Automated Passive-Finger Stimulator (TAPS). J Vis Exp. (28), (2009).
- Coste, B., et al. Piezo proteins are pore-forming subunits of mechanically activated channels. Nature. 483 (7388), 176-181 (2012).
- Martinez-Salgado, C., et al.
