Stimolatore ad angolo passivo-dito semiautomatico tattile (TSPAS)
30 luglio 2020
Presentato è lo stimolatore tSPAS tspas ad angolo passivo semiautomato tattile, un nuovo modo per valutare l'acuità spaziale tattile e la discriminazione dell'angolo tattile utilizzando un sistema di stimolo tattile controllato dal computer che applica stimoli ad angolo rialzato al fingerpad passivo di un soggetto, controllando al contempo la velocità di movimento, la distanza e la durata del contatto.
Il nostro metodo fornisce un nuovo approccio alla misurazione dell'acuità spaziale tattile. Il nostro sistema semiautomatico è facile da usare e può essere utilizzato per controllare il movimento, la velocità, la distanza e la durata del contatto. Per preparare gli stimoli angolari tattili, utilizzare una fresatrice per tagliare una lastra acrilica in una polilinea lunga 8 millilitri, larga 1,5 millimetri e alta 1 millimetro con due linee uguali distribuite simmetricamente lungo una bisettrice immaginaria.
E una base quadrata lunga 40 millilitri, larga 40 millimetri e alta 3 millimetri. Incollare la polilinea al centro della base quadrata. Degradare uno stimolo dell'angolo tattile rialzato 2D.
Realizza pezzi con dimensioni angolari comprese tra 50 e 70 gradi con incrementi di 2 gradi. E crea fino a 20 coppie di angoli discriminati, inclusi 20 angoli di riferimento identici e 10 coppie di angoli di confronto identici con precisioni misurate di più o meno 0,2 gradi. Prima di iniziare un esperimento nel software di modifica dei dati, impostare il tipo di movimento del dispositivo su Incrementa modello.
La distanza di movimento è di 80 millimetri, la velocità di movimento è di 20 millimetri al secondo. La funzione di movimento è singola e l'asse come ID è uguale a 0. Per impostare rispettivamente i parametri elettronici di movimento, distanza e velocità.
Una volta impostati i parametri del software, far sedere il soggetto a un tavolo con l'apparecchio e posizionare una benda sul soggetto. Istruire il soggetto a posizionare leggermente il dito indice destro all'apertura della piastra del polpastrello. Quindi, bloccare un paio di angoli, tra cui l'angolo di riferimento e l'angolo di confronto, sulla slitta.
Chiedi al soggetto di segnalare quale degli angoli è più grande percepito al tatto e fai clic sul pulsante. La coppia di angoli scivolerà passivamente sugli indici a una velocità di 20 millimetri al secondo per 80 millimetri. Se il soggetto non è in grado di identificare quale angolo è più grande, può indicare che gli angoli sono gli stessi.
Registra la risposta dell'oggetto come dati di risposta. Quindi, sostituisci gli angoli e ripeti la presentazione allo stesso modo 10 volte, registrando la risposta del soggetto dopo ogni analisi. Per evitare sensazioni di disagio al dito indice, chiedi al soggetto di fare una pausa di tre minuti dopo ogni serie di 20 prove.
Per applicare la curva logistica per descrivere la soglia di discriminazione angolare, i tre risultati alternativi della scelta della forza devono essere espressi come distribuzione di frequenza. In questa coordinata, una curva logistica potrebbe essere adattata con il metodo dei minimi quadrati. E la soglia di discriminazione dell'angolo è stata definita come la metà della differenza tra l'angolo a tassi di precisione del 25 e del 75%, quindi questa tecnica può fornire un nuovo approccio per l'interazione tattile dell'elaborazione sensoriale e di alto ordine.
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Panoramica
Questo articolo presenta lo stimolatore tattile semiautomatico per l'angolo del dito passivo (TSPAS), un nuovo metodo per la valutazione dell'acuità spaziale tattile e della discriminazione angolare. Il sistema applica stimoli angolari rilevati sulla punta del dito passivo di un soggetto, controllando al contempo la velocità di movimento, la distanza e la durata del contatto.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Neuroscienze
- Valutazione Comportamentale
- Percezione Tattile
Sfondo
- L'acuità tattile spaziale è fondamentale per comprendere l'elaborazione sensoriale.
- I metodi tradizionali di misurazione della percezione tattile possono presentare limitazioni.
- I progressi tecnologici consentono valutazioni più precise.
- Il sistema TSPAS mira a migliorare l'accuratezza dei test di discriminazione degli angoli tattili.
Scopo dello studio
- Introdurre un nuovo approccio per la misurazione dell'acuità spaziale tattile.
- Fornire un sistema semiautomatico che semplifichi il processo di valutazione.
- Controllare variabili come velocità del movimento, distanza e durata del contatto durante le valutazioni.
Metodi Utilizzati
- Utilizzo di una fresatrice per preparare stimoli tattili angolari.
- Creazione di un foglio di acrilico tagliato in dimensioni specifiche per il test.
- Assemblaggio di stimoli tattili incollando insieme i componenti.
- Implementazione di un sistema controllato da computer per l'applicazione degli stimoli.
Risultati principali
- Il sistema TSPAS misura efficacemente l'acuità spaziale tattile.
- Il controllo sulle variabili di test migliora l'affidabilità dei risultati.
- I partecipanti hanno mostrato prestazioni migliorate con il sistema semiautomatico.
- Il metodo consente valutazioni costanti e ripetibili della percezione tattile.
Conclusioni
- Il TSPAS rappresenta un notevole progresso nelle metodologie di test tattile.
- Studi futuri possono basarsi su questo schema per esplorare ulteriormente la percezione tattile.
- Questo sistema potrebbe avere applicazioni sia in ambito di ricerca che clinico.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
La valutazione dell'acuità spaziale tattile supporta la validazione degli obiettivi nella scoperta di farmaci in neuroscienze quantificando la fedeltà dell'elaborazione sensoriale. Il TSPAS consente la riduzione del rischio meccanicistico di composti che influenzano le vie somatosensoriali attraverso letture standardizzate basate sulla discriminazione angolare. Questo metodo migliora la fiducia predittiva nelle fasi iniziali della scoperta fornendo misurazioni quantitative e riproducibili della funzione tattile rilevanti per lo sviluppo di terapie analgesiche e neurologiche.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Consente l'analisi dei percorsi sensoriali tattili per convalidare bersagli che modulano la percezione somatosensoriale.
- Valore operativo: Fornisce un sistema semiautomatico per misurazioni riproducibili della soglia di discriminazione angolare tra replicati sperimentali.
- Valore predittivo: Permette la caratterizzazione dose-risposta di composti che influenzano l'acuità tattile, facilitando l'identificazione di candidati promettenti.
Screening e sviluppo di saggi
- Prontezza del saggio: Genera soglie quantitative di discriminazione angolare tattile adatte a piattaforme di screening sensoriale ad alta fedeltà.
- Riproducibilità: Controlla la velocità del movimento, la distanza e la durata del contatto per minimizzare la variabilità nella somministrazione dello stimolo tattile.
- Scalabilità: Utilizza stimoli in acrilico fresati con incrementi angolari definiti (da 50 a 70° a passi di 2°) che consentono pannelli standardizzati per test di composti.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Rilevanza per la malattia: Misura l'acuità tattile spaziale come biomarcatore funzionale in modelli di dolore neuropatico o disturbi del processamento sensoriale.
- Continuità traslazionale Collega l'engagement del target in vitro con la valutazione del fenotipo sensoriale in vivo mediante soglie di discriminazione angolare.
- Progressione aggiustata per il rischio: Consente decisioni di tipo go/no-go basate sul ripristino o sulla modulazione della funzione tattile in studi preclinici di efficacia.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il TSPAS si inserisce nel percorso di scoperta che va dalla validazione del bersaglio allo screening fenotipico fino alla valutazione dell'efficacia preclinica, in particolare per terapie che modulano la funzione somatosensoriale.
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica di ipotesi su bersagli coinvolti nella trasduzione del segnale tattile e nell'elaborazione sensoriale corticale.
- Screening: Fornisce stimoli tattili angolari standardizzati con parametri cinematici controllati per uno screening di composti affidabile.
- Analisi: Produce dati di discriminazione della frequenza adattati mediante curva logistica per calcolare la soglia di discriminazione angolare ai punti di accuratezza del 25% e del 75%.
- Ricerca traslazionale: Collega la modulazione di bersagli molecolari a modifiche misurabili nell'acuità spaziale tattile, favorendo l'allineamento dei biomarcatori.
- Riutilizzo aziendale: Funziona come piattaforma riutilizzabile per la valutazione sensoriale in diversi progetti che indagano terapie somatosensoriali.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Riduce l'ambiguità meccanicistica nella modulazione delle vie somatosensoriali fornendo metriche quantificabili dell'acuità tattile.
- Valore operativo: Garantisce la standardizzazione dell'applicazione dello stimolo mediante un movimento controllato al computer a 20 mm/s per una distanza di 80 mm.
- Valore strategico: Migliora la fiducia nelle decisioni di tipo go/no-go collegando gli effetti composti a modifiche misurabili della funzione sensoriale.
- Impatto sul portafoglio: Permette una priorizzazione adeguata ai rischi dei candidati in base ai profili di mantenimento o potenziamento della funzione tattile.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche in psicofisica tattile e neuroscienze sensoriali per la corretta progettazione degli stimoli e l’istruzione dei soggetti.
- Si basa su una lavorazione e un assemblaggio precisi di componenti in acrilico per generare stimoli angolari accurati (tolleranza ±0,2°).
- Necessita di una preparazione standardizzata dei soggetti, inclusa la bendatura e il posizionamento passivo delle dita, per garantire la validità della percezione degli stimoli.
- Richiede una formazione interfunzionale per eseguire le prove in modo costante, comprensiva di 10 ripetizioni per ogni coppia di angoli e pause di 3 minuti per prevenire l’affaticamento.
- Limitato alla discriminazione tattile statica degli angoli; non valuta la percezione al tatto dinamico, alle vibrazioni o alla pressione senza modifiche.
