Name: ヒト対象における振動検出しきい値と触覚空間視力の測定 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-09-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 32 s
Description: 学ぶヒトの振動検出しきい値と触覚空間視力の測定法。心理物理学的手法により機械感覚プロファイルを定量化し、臨床診断と基礎研究に応用可能。双子研究で触覚特性の遺伝性も検証できる。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

上記の振動試験に至るまでの研究開発は、欧州研究会議(ERC、ADG 294678)とドイツ研究会議(助成金、SFB665)によって資金提供されました。このプロジェクトに貴重な支援を提供してくださったマックス・デルブリュック・センターの技術スタッフおよびサポートスタッフ、R.フィッシャー氏、B.ノイマン氏、M.プフラウメ氏に感謝します。

試験プロトコルはシャリテ-Universitätsmedizin倫理委員会によって承認されました。 1.振動検出しきい値（VDT） <ol><li>デバイスとテストプロトコルアセンブリ - 事前テスト<ol><li> 図1（a）に係る装置の構成部品を組み立てます。テーブルの上に滑らかな表面のボード（40センチメートル×80センチ）を配置します。ボード上の黄銅棒を置きます。 </li><li>コントローラ部に圧電アクチュエータ（振動刺激）を接続します。 </li><li>応答ボックスとモニタ装置は、データ収集システム（補足コードファイルを参照してください）​​に接続します。 </li><li>コンピュータ（またはラップトップ）にデータ収集システムを接続し、アクチュエータ制御ユニットをピエゾします。 </li><li> （プローブの詳細はマテリアルを参照）の圧電アクチュエータの可動部にカスタムメイドの刺激プローブをねじ込みます。 </li><li>バランスのとれた黄銅棒上のプローブを用いて圧電アクチュエータをマウントします。 </li></ol></li><li>試験プロトコル<ol><li>スクリプトの2区間強制選択の形質転換ルールを上に実装し、方法ダウン試験プロトコル。スクリプトの概要のための補足コードファイルを参照してください。 </li><li>特性を正弦波として振動刺激の波形を構築し、刺激持続時間を指定し、立ち上がりおよび立ち下がり。 <ol><li>オープンソフトウェア（ 例えば 、LabChart）。セットアップ&gt;刺激を選択します。 </li><li>カスタム波形を選択して、刺激のオプションを設定します。各区間（STIM1及びSTIM2）に関連する2刺激波形を作成します。 注：1.8秒の正弦波に続いて4秒の遅延、および1.8秒（無刺激）の遅延：波形STIM1は、3つの部分から構成されています。波形stimの2は3つの部分から構成されている：4秒の遅延は、1.8秒（無刺激）の遅延に続いて、1.8秒の正弦波で。 </li><li>正弦波形の場合は、周波数と振幅のための新しい変数パラメータを作成。 MODIFyの立ち上がりと立ち下がりに以下の機能を入力することにより、正弦波関数。 （1-E -bt）∙振幅∙正弦（周波数）、B = 9.1：波形を上昇 （E -bt）∙振幅∙正弦（周波数）、B = 9.1：波形秋</li><li>ラボチャートのデータパネルで、振動刺激の35振幅強度（またはレベル）に関連する35の電圧出力のセットを作成します。 表1を参照してください。 </li></ol></li><li> （補足コードファイルのセクションを参照）試験手順のためのマクロスクリプトでテストした振動周波数に対する振動刺激の開始/デフォルトの振幅を設定します。 </li></ol></li><li>調製と被験者のトレーニング - テストセッション<ol><li>試験手順について被験者に通知し、それらは、書面による同意書に署名しています。匿名性を確保し、データ保護の要件を満たすために、各参加者に番号を割り当てます。 </li><li>快適に被験者を着座20〜30℃の間の温度で、静かな部屋インチ被験者が試験中に期待することを知っているように、シンプルかつ明確な方法でテストについてのそれらに指示します。 </li><li>ボード上の被験者の腕を置きます。パッドの動きを最小限に抑えるために、医療生地と小指。ちょうど爪床の下にテストした手の小指にプローブを配置するために、ボード上の黄銅棒を置きます。プローブと皮膚との間の適切な接触を確保し、水位を使用して水平位置にプローブの位置を調整します。円形フラットプローブの縁で皮膚の接触を避けます。 注：これは、プローブの平らな面が皮膚表面に30グラム（0.3 N）の周りに適用されることを保証します。シャープエッジが低下検出しきい値につながることができます。黄銅棒の重い質量は、デバイスに周囲から邪魔振動の伝達を防止し、適用される正弦波の損失を最小限に抑えることができます。 </li><li>試験の前に、参加者を得ますセットアップに慣れsです。被験者は実験手順が理解されていることを確認するために、振動を感知するまで試験周波数に依存して、本両方の簡単（レベル23）とハード（レベル7）は、振幅を変化させることにより、振動刺激を知覚します。 </li><li>必要に応じて試験プロトコルの開始時に被験者が容易に刺激を検出できるように、（1.2.3を参照）選択された周波数で開始します（デフォルト）の振幅をリセットします。 </li><li>試験中に対象と審査官の間の相互作用を最小限に抑えます。 </li><li>アップダウン適応法22で2-の代替強制選択手順を使用するスクリプトを実行してテストを開始します。 注：1.3.7-1.3.12中のアクションは、プログラムスクリプトによって自動化されています。 </li><li>各試験では、無作為に視覚的にモニター（ 図1B）の画面上の「1」と「2」として被験者に示されている2つの間隔の間に振動刺激を管理します。被験体は、第1又は第2のシーケンシャルな間隔は、2つのボタン「1」または応答ボックスに「2」のいずれかを押すことにより、振動刺激が含まれている場合を示しています。刺激が提示されたとき、彼または彼女がわからない場合には、被験者が推測してみましょう。 注：強制選択技術は、被験者が振動を知覚されない場合であっても応答することが必要です。 </li><li> 9単一試行の最大6で構成されて裁判シリーズでは、少なくとも6回連続して1つの振幅レベルで同じ振動刺激を繰り返します。応答がすべて正しい場合は、その後の裁判シリーズの刺激強度レベル（ダウンルール）を低減。 </li><li>被験者が裁判シリーズにエラーをした場合、適応方法（スクリプト内の論理演算子）の決定ルールに基づいて、同じ刺激​​強度に対象をより多くの試練を付与します。 2未満で正しく刺激が正しく、少なくとも5試験で識別された場合に刺激強度を低減し、トライアル。 </li><li>被験者が裁判シリーズの2間違った回答をした場合、刺激レベルを上げ、または、複数の不正な応答と5未満の正解。 </li><li>反転点と刺激強度の方向の変化を文書化します。反転ポイント数に応じて刺激強度を変更：4の強度レベルによって、第三の反転点の前に。 3 番目の反転点で2強度レベルによって、 1レベルによって、他（詳細は補足コードファイルと図4Bを参照してください）。 </li><li>被験者は8逆転の合計を完了したときにテストを終了します。 </li><li>最後の6逆転の刺激振幅値の中央値を取ることによって、VDTを計算します。 </li></ol></li></ol> 2.触覚空間視力テスト<ol><li>触覚視力キューブ（TAC）を使用して、2-の代替強制選択格子方位テストと触覚視力を決定します。 TACは、それぞれが含有する6面で構成されていますその幅が0.75ミリメートル、1.25ミリメートル、1.75ミリメートル、3.0ミリメートル、4.5ミリメートル、および6.0ミリメートルである回折格子（バーと溝）。 </li><li> 20〜30°Cとタスクの指示の間の温度で、静かな部屋でシート科目。 </li><li>実験中、シールド眼鏡を使用して、被験者を目隠し。掌面を上に向けてテーブルの上に利き手を置きます。 </li><li>各試行では、2格子の向きの一方に指パッドにTACを適用：垂直（平行な方向）または水平方向（横方向）の指の長軸に整列されます。ランダムに各試行のための格子の向きの順序を選択します。 </li><li>キューブは、指（233グラム）に、その全体の重量を発揮するように人差し指の指腹に2秒間TACの格子を適用します。指腹にTACを押すことは避けてください。 </li><li>キューブは、その指から削除される前に整列の向きを決定するために被験者を確認して下さい。 </li><li>参加者のf iの動きを避けますそれは向きに手がかりを提供するかもしれないので、nger。実験者は、指が移動したことを検知した場合に裁判を破棄します。 注：小さな指の動きが手順で実験者によって検出されない可能性があることに注意してください。 </li><li>階段のアルゴリズムで2ダウンと1アップ適応方式を採用。 </li><li>最大の格子、6.0ミリメートルで始まります。 </li><li>オリエンテーション（正しい応答）の2正しい識別した後、回折格子の幅を減少させます。 </li><li>次の、小さい幅をテストし、被験者が誤った応答を行い、反転点として格子幅を文書化するまで、ステッピングルールを続行します。 </li><li>幅の2つの向きが正しく再び決定されるまで、再び格子幅を段階的に増やします。 </li><li> 13逆転の完了後にテストを終了します。 </li><li>最後の10逆転の格子幅の中央値をとることによって、触覚格子の向きのしきい値を計算します。 </li></ol>

<ol><li>Poole, K., Herget, R., Lapatsina, L., Ngo, H. D., Lewin, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tuning+Piezo+ion+channels+to+detect+molecular-scale+movements+relevant+for+fine+touch%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Tuning Piezo ion channels to detect molecular-scale movements relevant for fine touch.</a> Nat Commun. 5, 3520(2014).</li>
<li>Lechner, S. G., Lewin, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hairy+sensation%5BTitle%5D)+AND+%22Physiology+%28Bethesda%29%22%5BJournal%5D)">Hairy sensation.</a> Physiology (Bethesda). 28 (3), 142-150 (2013).</li>
<li>Heidenreich, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((KCNQ4+K%28%2B%29+channels+tune+mechanoreceptors+for+normal+touch+sensation+in+mouse+and+man%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">KCNQ4 K(+) channels tune mechanoreceptors for normal touch sensation in mouse and man.</a> Nat Neurosci. 15 (1), 138-145 (2012).</li>
<li>Mountcastle, V. B., Talbot, W. H., Darian-Smith, I., Kornhuber, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+basis+of+the+sense+of+flutter-vibration%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Neural basis of the sense of flutter-vibration.</a> Science. 155 (3762), 597-600 (1967).</li>
<li>Bolanowski, S. J. Jr, Gescheider, G. A., Verrillo, R. T., Checkosky, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Four+channels+mediate+the+mechanical+aspects+of+touch%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Acoust.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">Four channels mediate the mechanical aspects of touch.</a> J. Acoust. Soc. Am. 84 (5), 1680-1694 (1988).</li>
<li>Johansson, R. S., Vallbo, A. A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+tactile+stimuli.+Thresholds+of+afferent+units+related+to+psychophysical+thresholds+in+the+human+hand%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Detection of tactile stimuli. Thresholds of afferent units related to psychophysical thresholds in the human hand.</a> J Physiol. 297 (1), 405-422 (1979).</li>
<li>Frenzel, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Genetic+Basis+for+Mechanosensory+Traits+in+Humans%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biol%22%5BJournal%5D)">A Genetic Basis for Mechanosensory Traits in Humans.</a> PLoS Biol. 10 (5), (2012).</li>
<li>Van Boven, R. W., Johnson, K. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+limit+of+tactile+spatial+resolution+in+humans%3A+grating+orientation+discrimination+at+the+lip%2C+tongue%2C+and+finger%5BTitle%5D)+AND+%22Neurology%22%5BJournal%5D)">The limit of tactile spatial resolution in humans: grating orientation discrimination at the lip, tongue, and finger.</a> Neurology. 44 (12), 2361-2366 (1994).</li>
<li>Haseleu, J., Omerbašić, D., Frenzel, H., Gross, M., Lewin, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water-induced+finger+wrinkles+do+not+affect+touch+acuity+or+dexterity+in+handling+wet+objects%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Water-induced finger wrinkles do not affect touch acuity or dexterity in handling wet objects.</a> PLoS ONE. 9 (1), e84949(2014).</li>
<li>Bensmaia, S. J., Hsiao, S. S., Denchev, P. V., Killebrew, J. H., Craig, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+tactile+perception+of+stimulus+orientation%5BTitle%5D)+AND+%22Somatosens+Mot+Res%22%5BJournal%5D)">The tactile perception of stimulus orientation.</a> Somatosens Mot Res. 25 (1), 49-59 (2008).</li>
<li>Poole, K., Moroni, M., Lewin, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensory+mechanotransduction+at+membrane-matrix+interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Pflugers+Arch%22%5BJournal%5D)">Sensory mechanotransduction at membrane-matrix interfaces.</a> Pflugers Arch. , (2014).</li>
<li>Schrenk-Siemens, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PIEZO2+is+required+for+mechanotransduction+in+human+stem+cell-derived+touch+receptors%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">PIEZO2 is required for mechanotransduction in human stem cell-derived touch receptors.</a> Nat. Neurosci. , (2014).</li>
<li>Woo, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezo2+is+required+for+Merkel-cell+mechanotransduction%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Piezo2 is required for Merkel-cell mechanotransduction.</a> Nature. 509 (7502), 622-626 (2014).</li>
<li>Ranade, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezo2+is+the+major+transducer+of+mechanical+forces+for+touch+sensation+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Piezo2 is the major transducer of mechanical forces for touch sensation in mice.</a> Nature. 516 (7529), 121-125 (2014).</li>
<li>Wetzel, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+stomatin-domain+protein+essential+for+touch+sensation+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A stomatin-domain protein essential for touch sensation in the mouse.</a> Nature. 445 (7124), 206-209 (2007).</li>
<li>McMillin, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mutations+in+PIEZO2+cause+Gordon+syndrome%2C+Marden-Walker+syndrome%2C+and+distal+arthrogryposis+type+5%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Hum.+Genet%22%5BJournal%5D)">Mutations in PIEZO2 cause Gordon syndrome, Marden-Walker syndrome, and distal arthrogryposis type 5.</a> Am. J. Hum. Genet. 94 (5), 734-744 (2014).</li>
<li>Gandhi, M. S., Sesek, R., Tuckett, R., Bamberg, S. J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progress+in+vibrotactile+threshold+evaluation+techniques%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hand+Ther%22%5BJournal%5D)">Progress in vibrotactile threshold evaluation techniques: a review.</a> J Hand Ther. 24 (3), 240-255 (2011).</li>
<li>Güçlü, B., Bolanowski, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vibrotactile+thresholds+of+the+Non-Pacinian+I+channel%3A+I.+Methodological+issues%5BTitle%5D)+AND+%22Somatosens+Mot+Res%22%5BJournal%5D)">Vibrotactile thresholds of the Non-Pacinian I channel: I. Methodological issues.</a> Somatosens Mot Res. 22 (1-2), 49-56 (2005).</li>
<li>Lindsell, C. J., Griffin, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normative+vibrotactile+thresholds+measured+at+five+European+test+centres%5BTitle%5D)+AND+%22Int+Arch+Occup+Environ+Health%22%5BJournal%5D)">Normative vibrotactile thresholds measured at five European test centres.</a> Int Arch Occup Environ Health. 76 (7), 517-528 (2003).</li>
<li>Morioka, M., Griffin, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dependence+of+vibrotactile+thresholds+on+the+psychophysical+measurement+method%5BTitle%5D)+AND+%22Int+Arch+Occup+Environ+Health%22%5BJournal%5D)">Dependence of vibrotactile thresholds on the psychophysical measurement method.</a> Int Arch Occup Environ Health. 75 (1-2), 78-84 (2002).</li>
<li>Tannan, V., Dennis, R., Tommerdahl, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+device+for+delivering+two-site+vibrotactile+stimuli+to+the+skin%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">A novel device for delivering two-site vibrotactile stimuli to the skin.</a> J. Neurosci. Methods. 147 (2), 75-81 (2005).</li>
<li>Zwislocki, J. J., Relkin, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+a+psychophysical+transformed-rule+up+and+down+method+converging+on+a+75%25+level+of+correct+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">On a psychophysical transformed-rule up and down method converging on a 75% level of correct responses.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98 (8), 4811-4814 (2001).</li>
<li>Gescheider, G. A., Bolanowski, S. J., Pope, J. V., Verrillo, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+four-channel+analysis+of+the+tactile+sensitivity+of+the+fingertip%3A+frequency+selectivity%2C+spatial+summation%2C+and+temporal+summation%5BTitle%5D)+AND+%22Somatosens+Mot+Res%22%5BJournal%5D)">A four-channel analysis of the tactile sensitivity of the fingertip: frequency selectivity, spatial summation, and temporal summation.</a> Somatosens Mot Res. 19 (2), 114-124 (2002).</li>
<li>Kuroki, S., Watanabe, J., Nishida, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contribution+of+within-+and+cross-channel+information+to+vibrotactile+frequency+discrimination%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Contribution of within- and cross-channel information to vibrotactile frequency discrimination.</a> Brain Res. 1529, 46-55 (2013).</li>
<li>Levitt, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transformed+up-down+methods+in+psychoacoustics%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Acoust.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">Transformed up-down methods in psychoacoustics.</a> J. Acoust. Soc. Am. 49 (2), (1971).</li>
<li>International Organization for Standardization. Mechanical vibration-Vibrotactile perception thresholds for the assessment of nerve dysfunction-Part 1: Methods of measurement at the fingertips. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ISO+13091-1%22">ISO 13091-1</a>. , Geneva, Swizerland. (2001).</li>
<li>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. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ISO+13091-2%22">ISO 13091-2</a>. , Geneva, Switzerland. (2003).</li>
<li>Holden, J. K., Nguyen, R. H., Francisco, E. M., Zhang, Z., Dennis, R. G., Tommerdahl, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+device+for+the+study+of+somatosensory+information+processing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">A novel device for the study of somatosensory information processing.</a> J Neurosci Methods. 204 (2), 215-220 (2012).</li>
<li>Güçlü, B., Oztek, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tactile+sensitivity+of+children%3A+effects+of+frequency%2C+masking%2C+and+the+non-Pacinian+I+psychophysical+channel%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Child+Psychol%22%5BJournal%5D)">Tactile sensitivity of children: effects of frequency, masking, and the non-Pacinian I psychophysical channel.</a> J Exp Child Psychol. 98 (2), 113-130 (2007).</li>
<li>Cohen, J. C., Makous, J. C., Bolanowski, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Under+which+conditions+do+the+skin+and+probe+decouple+during+sinusoidal+vibrations%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Under which conditions do the skin and probe decouple during sinusoidal vibrations?</a> Exp Brain Res. 129 (2), 211-217 (1999).</li>
<li>Makous, J. C., Gescheider, G. A., Bolanowski, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+static+indentation+on+vibrotactile+threshold%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Acoust.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">The effects of static indentation on vibrotactile threshold.</a> J. Acoust. Soc. Am. 99 (5), 3149-3153 (1996).</li>
<li>Goldreich, D., Kanics, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tactile+Acuity+is+Enhanced+in+Blindness%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Tactile Acuity is Enhanced in Blindness.</a> J. Neurosci. 23 (8), 3439-3445 (2003).</li>
<li>Peters, R. M., Goldreich, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tactile+Spatial+Acuity+in+Childhood%3A+Effects+of+Age+and+Fingertip+Size%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Tactile Spatial Acuity in Childhood: Effects of Age and Fingertip Size.</a> PLoS One. 8 (12), (2013).</li>
<li>Tong, J., Mao, O., Goldreich, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-point+orientation+discrimination+versus+the+traditional+two-point+test+for+tactile+spatial+acuity+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Hum+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Two-point orientation discrimination versus the traditional two-point test for tactile spatial acuity assessment.</a> Front Hum Neurosci. 7, 579(2013).</li>
<li>Goldreich, D., Wong, M., Peters, R. M., Kanics, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Tactile+Automated+Passive-Finger+Stimulator+%28TAPS%29%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">A Tactile Automated Passive-Finger Stimulator (TAPS).</a> J Vis Exp. (28), (2009).</li>
<li>Coste, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezo+proteins+are+pore-forming+subunits+of+mechanically+activated+channels%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Piezo proteins are pore-forming subunits of mechanically activated channels.</a> Nature. 483 (7388), 176-181 (2012).</li>
<li>Martinez-Salgado, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stomatin+and+Sensory+Neuron+Mechanotransduction%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Stomatin and Sensory Neuron Mechanotransduction.</a> J Neurophysiol. 98 (6), 3802-3808 (2007).</li>
</ol>

著者らは開示するものは何もない。

VDTを評価するために使用される技術は、装置の仕様、ハードウェア、及び試験プロトコルに関して異なります。国際標準化機構は、振動計のさまざまなコンポーネントのための勧告（ISO 13091から1および2 26,27）を含む振動触覚閾値を分析し、解釈するための方法と手順を指定する記載の試験システムは、試験周波数範囲に関連するISO勧告に遵守してい（4-125 Hz）で、メソッド、プローブサイズ（アップダウン階段と強制選択のバリアント）（滑らかな平面と円形縁取り）、および室温でのテスト。セットアップは、プローブの位置との変位を決定するセンサーを装備することができ、必要に応じて振動刺激を単離することをしっかりサラウンドを装備することができます。 次の特性で説明したデバイスのうその利点：コンポーネントの可用性と容易に組み立てます。調整可能な周波数範囲1から500ヘルツ。広い振幅範囲（5 NM-90μmの変位）。複数のプローブの大きさ、振動刺激の大きさと持続時間のプログラマビリティ。そして、様々な適応方法と心理物理試験プロトコルへの汎用性。ポータブルシステムは...

皮膚の特殊な機械感覚受容体は、振動と耳障りな向きの知覚を媒介します。各機械感覚受容体タイプは、触覚刺激1,2の異なる特徴を検出するように調整されています。この特性は、単純な正弦波振動(振動)または微細な格子を提供するテストを使用して、機械感覚機能の差別化された評価のための心理物理学的基礎を提供します。振動知覚の心理物理学的閾値は、低周波振動よりも高周波振動の方が低いことが知られている3,4。マイスナー小体とパチニ小体に関連する2種類の急速に適応する機械受容器は、主に低周波(10-40Hz)と高周波(100-200Hz)の振動刺激をそれぞれ検出します5。振動知覚の心理物理学的閾値は、これら2組の機械受容器の最高の周波数での活性化にかなりの程度依存していると考えられている6,7。触覚空間の鋭敏さは、グレーティングオリエンテーションタスクによってテストされ、被験者7〜9がオリエンテーションを識別できる最も細かいグレーティングを決定します。メルケル細胞-神経突起複合体求心性神経は、格子配向の検出に不可欠である8,10。興味深いことに、機械受容器が極端に小さな触覚刺激をどのように検出するかという分子基盤の理解には、最近かなりの進歩があった11。Piezo2のような機械感受性イオンチャネルやSTOML3のようなモジュレーターは、タッチ受容体12-15の微細な触覚刺激の検出に直接関与している。Piezo2遺伝子の機能変化変異を有するヒト患者はすでに特定されており、そのような患者が触覚欠損を有するかどうかをテストすることが重要になる16。
振動触覚閾値の決定は、皮膚への振動刺激の伝達に依存しています。振動検出のしきい値は、振動周波数によって異なります。振動周波数から検出閾値曲線までは、1930年代から1990年代にかけて、von Bekesey、Verillo、Bolanowskiなど、多くの人によって記述されました5,17。初期のデバイスはシェーカーとパワーアンプに基づいており、いくつかのデバイスが商品化されており、刺激装置の選択(テスト周波数)、皮膚に接触するプローブの直径、刺激を皮膚の1つの領域に制限するためのサラウンドの使用など、多くのバリエーションがあります。 しきい値を決定するテストプロトコル(デバイスとテスト機能の詳細については、次のリファレンスを参照してください)18-20。ほとんどのデバイスは通常、1つのサイトをテストします。しかし、2つのプローブを備えた垂直変位刺激装置を使用して、変化可能な分離範囲21の振動刺激を提供する新しいデバイスがあります。また、検出閾値は、振動周波数または連続刺激による強度識別に基づいて測定されます。または、マスキング刺激の有無にかかわらず、断続的な振動刺激を伴う。したがって、読者はこの分野の多くの開発を認識しておくことをお勧めします。
ここでは、デバイスのコンポーネントと、人間の被験者の振動検出閾値を推定するための心理物理学的テストの実施方法についてのステップバイステップのガイドについて説明します。次に、触覚覚キューブを使用して触覚視力を手動で評価する方法を示します。私たちは2つのインターバル、強制選択のパラダイムを使用します:刺激は常に2つのインターバルのうちの1つで提示され、被験者はどちらのインターバルが振動刺激を持っているかを示さなければなりません。適応法として、テスト中のパフォーマンスに基づいて刺激強度を変更することによりしきい値検索を実行する適応方法として、変換ルールの上下を使用します。どちらの心理物理学的プロトコルも、研究者は接触感度の変化を評価するためのスクリーニングツールとして使用できます。

<table><tbody><tr><td>ピエゾアクチュエータ</td><td>Physik Instrument, Germany</td><td>P-602.1L</td><td>位置センサとモーションアンプを内蔵したリニア圧電アクチュエータは、電圧が印加されると伸び縮みするピエゾセラミック材料を含んでいます。圧電アクチュエータは最大100μmまで移動します。アクチュエータには、傾いたり横方向のオフセットがかからない直線運動を保証する曲げガイドが装備されています。変位は線形であり、キャリブレーションはメーカーによって行われ、チェックされます。プローブの軸上の動きを顕微鏡で確認することをお勧めします。メーカーによると、刺激振幅は1000Hzの振動周波数で20%未満減衰します。これは、力または変位測定装置(Kleindiekの力変換器など)を使用して確認できます。</td></tr><tr><td>ピエゾアンプ/サーボコントローラ</td><td>Physik Instrument、ドイツ</td><td>E-665</td><td>E-665アンプ/コントローラは、センサ位置フィードバック(SGSセンサ)を備えたシステム内の低電圧圧電アクチュエータの変位を駆動および制御します。サーボコントローラは、クローズドループ動作のオプションを提供します。正弦波刺激と振動刺激を適用すると、振幅信号は500Hzから開始して設定された振幅から逸脱し、1000Hzで最大20%の減少に達します。&nbsp;</td></tr><tr><td>LabChart Software</td><td>ADInstruments, USA</td><td>LabChart 7, MLU60/8</td><td>心理物理学的テストアルゴリズムのマクロを作成、保存、実行できます。&nbsp;</td></tr><tr><td>PowerLab</td><td>ADInstruments, USA</td><td>PowerLab 4/35 PL3504</td><td>データ収集ハードウェア.LabChartソフトウェアと併用します。</td></tr><tr><td>真鍮バー</td> 純真鍮製の<td>カスタムメイド</td><td></td><td>バーで、重さは15.5kgです。peizoelectricアクチュエーターが真鍮棒に取付けられるときそれは皮の表面に30 gの重りの力を加えるべきである。</td></tr><tr><td>モニター</td><td>カスタムメイド</td><td></td><td>第1インターバルと第2インターバルをマークします。モニターは、被験者に刺激が提示される可能性のある時間間隔を示します。</td></tr><tr><td>レスポンスボックス</td><td>カスタムメイド</td><td></td><td>被験者は、刺激が発生した間隔を示します。&nbsp;</td></tr><tr><td>ボード&nbsp;</td><td>カスタムメイド</td><td></td><td>の上面は滑らか(プラスチック)、下面は刺激的なポブに伝わるのを防ぐために泡でできている必要があります。</td></tr><tr><td>プローブ</td><td>カスタムメイド</td><td></td><td>ネジ頭に取り付けられた滑らかなエッジ(熱可塑性材料)を備えた平らな円形プローブ。ネジは、圧電アクチュエータの可動部分に直接締め付けるのに適したサイズである必要があります。プローブのサイズは好みに応じて行うことができます。私たちの場合、直径8.21mm、表面積52.9mm2.</td></tr><tr><td>Labchartスクリプト</td><td></td><td></td>は<td>リクエストに応じて送信できます。補足コードファイルを参照してください。&nbsp;</td></tr><tr><td>Tactile Acuity Cube</td><td>MedCore</td><td></td><td>キューブは、幅が0.75、1.25、1.75、3.0、4.5、および6.0 mmの格子(バーと溝)を含む6つの側面で構成されています。</td></tr></tbody></table>

ヒト対象における振動検出しきい値と触覚空間視力の測定

Measurement of Vibration Detection Threshold and Tactile Spatial Acuity in Human Subjects

振動と格子の向きに対する心理物理学的閾値の正確な決定を可能にするテストは、臨床診断や基礎研究に関連する機械感覚機能に関する貴重な情報を提供します。ここでは、振動検出閾値(自動システム)と触覚空間視力(ハンドヘルドデバイス)を決定するために設計された2つの心理物理学的テストについて説明します。どちらの手順も、2 区間の強制選択と変換ルールの上下の実験パラダイムを実装します。これらのテストは、双子や感音難聴の人など、異なる人間のコホートの個人の機械感覚プロファイルを取得するために使用されています。

圧電アクチュエータは、被験体に振動刺激を提供します。振動刺激は、1.8秒の全持続時間を有し、第一または第二の間隔（ 図2A）の間の試験中に一度だけ提示されています。立ち上がり開始時に立ち下がり時間と刺激のオフセットは、それぞれ（1-E -bt）∙振幅∙正弦（周波数）、および（e -bt）∙振幅∙正弦（周波数）、ここで、関数によって決定されますbが9.1に設定されています。立ち上がり開始時に立ち下がり時間とオフセットはそれぞれ、500および600ミリ秒であり、テスト周波数と振幅とは無関係です。発症の間の位相オフセット刺激の持続時間は700ミリ秒です。緩やかな立ち上がりと立ち下がりが滑らかな刺激の配信を保証します。 それらが異なる戦争によって媒介されるので、振動検出閾値は、刺激周波数に依存しますRY受容体。人間の心理物理同調曲線によると、閾値は、〜20 nmまで〜45μmの<su...

ここでは、プロトコルは、ヒトにおける心理物理学的方法を用いて、振動検出閾値と触覚視力を決定するために提示します。

Tests that allow the precise determination of psychophysical thresholds for vibration and grating orientation provide valuable information about ...

この精神物理学的手順の全体的な目的は、触覚空間分解能における振動検出の閾値を決定することです。この手法を用いることで、生理学的な観点から、特に触覚に関する感覚医学上の非常に興味深い問いを検討することが可能になります。本手法の主な利点は、個人の機械感覚プロファイルに関する定量的な情報を得られることであり、この情報は臨床診断と基礎研究の両方に活用することができます。我々はまず、人間の触覚特性が遺伝性であるかどうかを検証するため、双生児研究にこの手法を適用しました。手順の描写および使用した適応的手法は複雑であるため、本手法を視覚的に実演することが不可欠です。まず、40 cm × 80 cm の滑らかな表面を持つボードをテーブルの上に置き、装置の組み立てを開始します。次に、このボードの上に真鍮棒を置きます。その後、コントローラーユニットを準備します。続いて、レスポンスボックスとモニターデバイスをデータ収集システムに接続します。次に、特製刺激プローブをピエゾアクチュエータの可動部にねじ込みます。最後に、プローブを取り付けたピエゾアクチュエータをバランス真鍮バーに装着します。被験者を静かな部屋に案内し、装置の近くに座らせることから始めてください。被験者に検査手順について説明し、書面による同意書に署名を得ます。次に、被験者の腕をボードの上に置き、動きを最小限に抑えるために小指を医療用粘土で固定します。続いて、真鍮製バーをボードに設置し、水準器を用いて、検査する手の小指の爪床の直下にプローブを水平に配置します。円形フラットプローブのエッジが皮膚に接触しないようにしてください。テストを開始する前に、振幅を変化させて被験者が振動を感知するまで、感知しやすい振動刺激と困難な振動刺激の両方を提示し、手順が理解されていることを確認します。その後、アップダウン適応法を用いた二肢強制選択法を実行するスクリプトを走らせて、テストを開始してください。各試行において、被験者の前にある画面上に1または2として視覚的に表示される2つの区間のうち、いずれか1つの区間でランダムに振動刺激を与えます。被験者に対し、応答ボックスの1または2のボタンを押し、1番目と2番目のどちらの区間で振動刺激があったかを示すよう指示してください。刺激がいつ提示されたか確信が持てない場合は、推測で回答させるようにしてください。合計6回から9回の試行を行い、同一の振幅レベルで同じ振動刺激を少なくとも6回連続して繰り返します。すべての反応が正解であった場合は、次回の試行シリーズにおいて刺激強度レベルを下げます。適応法（adaptive method）の決定ルールに基づき、試行シリーズ内で被験者が誤答した場合は、同一の刺激強度でさらに試行を割り当てます。刺激が少なくとも5回の試行で正しく識別され、誤答が2回未満であった場合は、刺激強度を下げます。被験者が1つの試行シリーズで2回の誤答をした場合、あるいは誤答が1回より多く正解が5回未満であった場合は、刺激レベルを上げます。刺激強度の変化の方向を反転点として記録します。反転回数に応じて刺激強度を変更します。例えば、3回目の反転点に達するまでは、強度レベルを4段階変更します。あるいは、3回目の反転点では、強度レベルを2段階変更します。それ以外の場合は、1段階ずつ変更します。被験者が合計8回の反転を完了した時点でテストを終了します。最後に、直近6回の反転における刺激振幅値の中央値を算出することで、振動検知閾値（VDT）を決定します。まず、20～30°Cに設定した静かな部屋で、被験者にタスクに関する説明を行います。次に、遮光眼鏡を用いて被験者の視界を遮ります。利き手を手のひらが上を向くようにテーブルの上に置きます。各試行において、触覚 acuity キューブ（TAC）を、2つのグレーティング方向のいずれかで指先に適用します。指の長軸に対して垂直または水平に合わせます。TACのグレーティングを指先に2秒間適用し、キューブの全重量が指にかかるようにします。次に、被験者にキューブを指から離す前に、整列の方向を判定させます。まずは最大の格子である 6.0 millimeters から開始し、方向を2回正しく識別できたら格子幅を減少させます。その後、次に小さい幅でテストを行い、被験者が誤答するまでこのステップルールを繰り返します。次に、このグレーティング幅を反転点として記録します。幅の2つの方向が再び正しく判定されるまで、グレーティング幅を段階的に再び広げます。最終的に、13回の反転が完了した時点でテストを終了し、直近10回の反転におけるグレーティング幅の中央値を算出することで、触覚グレーティング方向閾値を求めます。ここでは、125 Hzにおける振動検知閾値を決定するための典型的なテストセッションを示します。刺激強度を下げるには、少なくとも6回連続の正答が必要です。さらに、刺激強度の方向が変わると、試行系列トラックの反転点となり、少なくとも2回の誤答が必要となります。刺激強度は、反転回数が3回未満の場合は4段階ずつ変更し、3回目の反転時には2段階ずつ、そして最終的に閾値を決定するために1段階ずつのステップで変更します。1回の試行で垂直方向と水平方向の2回の刺激を行う触覚キューブ実験では、閾値は1.6 millimetersとなり、これは直近10回の反転点におけるグレーティング幅の中央値です。この手法に習熟し、適切に実施すれば、約30分で完了させることができます。このビデオを視聴することで、ヒトにおける振動検知閾値および触覚 acuity（触覚分解能）の測定方法について十分に理解することができるはずです。

measurement-vibration-detection-threshold-tactile-spatial-acuity

Research

JoVE Journal

Behavior

行動

触覚自動パッシブフィンガースティミュレーター（TAPS）：我々は、タッチの感覚を調査するためのコンピュータ制御装置を説明します。我々は、TAPSのコンポーネントを説明し、TAPSは、2つの間隔強制選択の触覚格子の向きのテストを管理するために使用される方法を示します。...

触覚自動パッシブフィンガースティミュレーター（TAPS）

我々は、ラットの脊髄損傷の急性または慢性期には2つの触覚感覚のテスト方法について説明します。これらの検証の手順は、異痛症のような感覚の開発と保守を検出することができます。...

ラット脊髄損傷後の急性および慢性の触覚官能検査

電子フォンフレイ装置を用いたマウス後肢の触覚感度の変化の測定

ここでは、前腕間の対側の触覚マスキングを探り、触覚検出の閾値が遠隔地に加えられた振動によって調整されます。どのリモートサイトが影響を与えているかの詳細は、脳内で体がどのように表象されているかを教えてくれます。...

前腕の間のテスト触覚マスキング

この記事では、人間の参加者の大腿部に振動触覚刺激を適用し、刺激の位置と周波数のさまざまな組み合わせのための参加者の意志の応答の精度と反応時間を測定するための技術が記載されています。...

振動触覚刺激に随意運動反応の適時性と精度の評価方法

このプロトコルの目的は、健康な人間の上肢の感覚を一時的に妨害する実用的な方法を示すことです。...

単純な非侵襲的上肢感覚の一時的なノックダウン法

我々は、オブジェクト転送タスク中に不適合の視覚触覚刺激を適用するためのプロトコルを提示する。具体的には、ブロック転送中に、ハンドが非表示の間に実行され、ブロックの仮想プレゼンテーションは、偽ブロックドロップのランダムなオカレンスを示す。このプロトコルは、モータタスクの実行中に振動フィードバックを追加する方法についても説明します。...

振動触覚フィードバックを用いた物体移動時の不適合視覚触覚刺激の適用

この研究は、舌先端の正中線で触覚を評価する標準的な方法を記述する。フォン・フレイ・ヘア(VFH)モノフィラメントを使用して、このプロトコルは、経口点圧(OPP)の検出および識別閾値推定値の推定値を提供します。...

フォン・フレイヘアモノフィラメントを用いた正中リンガルポイント血圧間感覚の評価

触覚半自動受動指角刺激剤TSPASは、移動速度、距離、および接触持続時間を制御しながら、被験者の受動指パッドに上昇角刺激を適用するコンピュータ制御触覚刺激システムを使用して触覚空間視力と触覚角度識別を評価する新しい方法です。...

触覚半自動受動指角刺激装置(TSPAS)

このプロトコルは、運転シミュレーションプラットフォームと、運転関連研究の調査のための触覚振動ツールキットを記述します。触覚警告の有効性を探る模範的な実験も提示される。...

走行関連研究のための触覚振動ツールキットとドライビングシミュレーションプラットフォーム

この研究は、格子配向試験を用いて空間的な言語触覚感度を評価するためのRインデックスによる標準的な手順および閾値決定を示す。...

格子方位検定による空間言語触覚感度の評価

学ぶヒトの振動検出しきい値と触覚空間視力の測定法。心理物理学的手法により機械感覚プロファイルを定量化し、臨床診断と基礎研究に応用可能。双子研究で触覚特性の遺伝性も検証できる。

ヒト対象における振動検出しきい値と触覚空間視力の測定

さらに動画を探す