Name: 触覚半自動受動指角刺激装置(TSPAS) (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-07-30T12:30:00.000+00:00
Duration: 4 min 40 s
Description: 学ぶ触覚半自動受動指角刺激装置（TSPAS）を用いた触覚空間鋭敏性測定法。アクリル板で作成した角度刺激を用い、動きの速度・距離・接触時間を制御し、指先の受動的な触覚角度弁別閾値を正確に評価する革新的な神経科学的手法です。

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日本学術振興会は、日本学術振興会(KAKENHI)助成金JP17J40084、JP18K15339、JP18H05009、JP18H01411、JP18K18835、およびJP17K18855によって支援されました。また、私たちの研究室で、上げ角度の作り方をしてくれた技術者(田村良彦)に感謝します。

岡山大学の地域医療倫理委員会の方針に従い、被験者から書面による同意を得た。試験手順は岡山大学の地域医療倫理委員会から審査と同意を得た。
1. 機器の詳細な構成と機能
<ol><li>触覚角度刺激<ol>
<li>TSPAS は、2 次元 (2D) の隆起角度を使用して、皮膚を横切って受動的にスライドし、角度の触覚空間表現を形成します (図 2)。触覚角度は、透明なアクリルシートから作られたプラスチックラインと正方形のベースで構成されています。角度を構成する線は等しく対称であるため、線の空間寸法を対称的に変更することで、すべてのタイプの立上げられた平面角度を作成できます。</li>
		<li>製粉機を使用して、架空の二等分と正方形のベース(長さ40.0mm、幅3.0mm、高さ3.0mm)に沿って対称的に分布する2つの等線(長さ8.0mm、幅1.5mm、高さ1.0mm)でアクリルシートをポリラインに切断します。</li>
		<li>ポリラインを正方形の底の中心に接着して、2D の隆起した触覚角度刺激を作成します。</li>
		<li>2°単位で50°から70°の範囲の角度のサイズでピースを作ります。これらの角度の終点距離(d、図2参照)は、6.8mm、7.0mm、7.3mm、7.5mm、7.8mm、8.0mm(60°角)、8.2mm、8.5mm、8.7mm、8.9mm、9.2mmです。角度の判別に対する端点距離の影響を最小限に抑えるために、参照角度として 60°の角度を使用し、他の角度を比較角度として使用します。</li>
		<li>20の同一の参照角度と、測定された精度が0.2°±の10組の同一の比較角度を含む、20組の判別角度を構成します。各ペアがテストされたときに、参照角度が最初の 50% の時間で表示されていることを確認します。実験は触覚角度刺激で容易に、便利に更新することができる。</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61218/61218fig02.jpg"> 図2:触覚角度刺激の例。 (A)実験で使用した10の比較角度の参照角(60°)と2つの(50°および70°)の例。特に、参照角度の詳細なパラメータが描かれた。dは終点距離を表し、R はローカル頂点の曲率半径を表し、r は終点の曲率半径を表します。(B) 3D で見た上げられた角度の例。上げられた線の高さは 3D ビューから 1.0 mm です。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61218/61218fig02large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<ol start="2"><li>ハンドプレート<ol>
<li>被写体の手を安定させるために、電子スライドに垂直なハンドプレートを作る(図3)。まず、製粉機を使用して、厚さ5.0mmのアクリルシートを14.0 cm x 22.0 cmの長方形プレートにカットし、長方形プレートをテープと接着剤でベース(幅14.0 cm、長さ14.0cm、高さ8.5)に留めます。その後、製粉機を使用して、プレートの左上隅に長方形の開口部(幅2.5cm、長さ5.0cm)をカットします。これにより人差し指だけが角度刺激に接触することができます。実験の前に、被験者の右手首をナイロンテープで固定し、被験者にプレートの開口部に軽く右人差し指を置くように指示する。</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61218/61218fig03.jpg"> 図3:被験者の手の位置と触覚角度刺激運動方向。 被験者の右手はナイロンテープで固定され、被験者は右人差し指をプレートの開口部に入れる指示を受けた。角度刺激は装置にクランプされ、指パッドを横切って受動的にスライドするように電子スライドによって水平に移動した。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61218/61218fig03large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<ol start="3"><li>電動リニアスライド<ol>
<li>51.0 cmの最大運動距離の電子スライドは、長さ5.0cm、幅5.4cm、長さ71.0cmの簡単なリニアモーションモーターを使用して直線方向に移動します( 材料表参照)、直線運動システムです。モーターをパーソナルコンピュータに接続し、専用のデータ編集ソフトウェアを使用して各種データを設定および編集します( 資料一覧を参照)。これらの設定では、参照点に対して指定された速度を使用して、電子スライドを指定した距離に移動できることを確認します。角度刺激を任意の位置から指定した位置に直接移動する場合に必要です。</li>
	</ol>
</li>
	<li>コンピュータ制御システム<ol>
<li>TSPASは半自動のコンピュータ制御システムです。スライドの動きを制御するために使用されるデータ編集ソフトウェアは、電動アクチュエータの動作に必要なデータを編集するためのPCベースのソフトウェアです。実験では、スライドの速度を20 mm/sに、移動距離を試験ごとに80mmに設定します。ボタンをクリックするたびに、スライドは以前に設定されたとおりに移動します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 実験の実行
<ol><li>実験の前に、 最初に、モーションタイプを'INC'、モーション距離を'80 mm'、モーション速度を'20 mm/s'、動きの速度を'ID= 0' として'ID= 0' として動き、データ編集ソフトウェアで'ID = 0'として動きを設定します (パラメータの設定方法については 、材料表の 操作マニュアルを参照してください)。</li>
	<li>指に怪我やカルスのない被験者を募集する。18~35歳の男女の年齢の範囲内で同数の男性と女性の科目を募集するようにしてください。女性と男性の被験者の間で触覚空間的視力に違いがあることに注意してください, だけでなく、老若男女の被験者 25,26.</li>
	<li>被写体を目隠しし、装置付きのテーブルに座ります(図1)。被験者の右手をナイロンテープで固定し、その後、手板の開口部に右人差し指を軽く置くように指示する(図3)。</li>
	<li>スライド上の参照角度と比較角度を含む一対の角度をクランプします。ボタンをクリックすると、角度のペアは80ミリメートルの合計距離のためにスライドします。彼らは受動的に20ミリメートル/sの速度で人差し指パッドを横切ります。基準角と比較角の間には31.8±0.8mmの距離があるため、その間の時間間隔は約1.6秒です。</li>
	<li>被験者が角度の大きさを認識した後、2つの角度のうちどちらが大きいかを経口的に報告します。対象がどの角度が大きいかを識別できない場合、角度が同じであることを示すことができます。被験者の回答を応答データとして登録します。その後、次の角度のペアは、同じように絶えず置き換えられ、提示され、知覚されます。</li>
	<li>正式な実験には合計10組の角度があります。各ペア 10x を、参照角度が最初の 50% の時間を通過する擬似ランダムな順序で提示します。したがって、実験には100の試験が含まれています。人差し指の不快な感覚を避けるために、20回の試験の各シリーズの後、被験者は3分の休憩を取る。実験の前に、各被験者は実験手順に精通するために他の角度で10回の試験を実施する。実験は約40分続くはずです。</li>
</ol>

<ol><li>Smith, A. M., Chapman, C. E., Donati, F., Fortier-Poisson, P., Hayward, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perception+of+simulated+local+shapes+using+active+and+passive+touch%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Perception of simulated local shapes using active and passive touch.</a> Journal of Neurophysiology. 102 (6), 3519-3529 (2009).</li>
<li>Reuter, E. M., Voelcker-Rehage, C., Vieluf, S., Godde, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Touch+perception+throughout+working+life%3A+Effects+of+age+and+expertise%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Touch perception throughout working life: Effects of age and expertise.</a> Experimental Brain Research. 216 (2), 287-297 (2012).</li>
<li>Craig, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Grating+orientation+as+a+measure+of+tactile+spatial+acuity%5BTitle%5D)+AND+%22Somatosensory+and+Motor+Research%22%5BJournal%5D)">Grating orientation as a measure of tactile spatial acuity.</a> Somatosensory and Motor Research. 16 (3), 197-206 (1999).</li>
<li>Craig, J. C., Johnson, K. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+two-point+threshold%3A+Not+a+measure+of+tactile+spatial+resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Directions+in+Psychological+Science%22%5BJournal%5D)">The two-point threshold: Not a measure of tactile spatial resolution.</a> Current Directions in Psychological Science. 9 (1), 29-32 (2000).</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+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Two-point orientation discrimination versus the traditional two-point test for tactile spatial acuity assessment.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 7, SEP 1-11 (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+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">A tactile automated passive-finger stimulator (TAPS).</a> Journal of Visualized Experiments. (28), e1374(2009).</li>
<li>Johnson, K. O., Phillips, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tactile+spatial+resolution.+I.+Two-point+discrimination%2C+gap+detection%2C+grating+resolution%2C+and+letter+recognition%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Tactile spatial resolution. I. Two-point discrimination, gap detection, grating resolution, and letter recognition.</a> Journal of Neurophysiology. 46 (6), 1177-1191 (1981).</li>
<li>Legge, G. E., Madison, C., Vaughn, B. N., Cheong, A. M. Y., Miller, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Retention+of+high+tactile+acuity+throughout+the+life+span+in+blindness%5BTitle%5D)+AND+%22Perception+and+Psychophysics%22%5BJournal%5D)">Retention of high tactile acuity throughout the life span in blindness.</a> Perception and Psychophysics. 70 (8), 1471-1488 (2008).</li>
<li>Yang, J., Ogasa, T., Ohta, Y., Abe, K., Wu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Decline+of+human+tactile+angle+discrimination+in+patients+with+mild+cognitive+impairment+and+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Alzheimer%27s+Disease%22%5BJournal%5D)">Decline of human tactile angle discrimination in patients with mild cognitive impairment and Alzheimer's disease.</a> Journal of Alzheimer's Disease. 22 (1), 225-234 (2010).</li>
<li>Wu, J., Yang, J., Ogasa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Raised-angle+discrimination+under+passive+finger+movement%5BTitle%5D)+AND+%22Perception%22%5BJournal%5D)">Raised-angle discrimination under passive finger movement.</a> Perception. 39 (7), 993-1006 (2010).</li>
<li>Sathian, K., Zangaladze, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tactile+learning+is+task+specific+but+transfers+between+fingers%5BTitle%5D)+AND+%22Perception+and+Psychophysics%22%5BJournal%5D)">Tactile learning is task specific but transfers between fingers.</a> Perception and Psychophysics. 59 (1), 119-128 (1997).</li>
<li>Wong, M., Peters, R. M., Goldreich, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+physical+constraint+on+perceptual+learning%3A+tactile+spatial+acuity+improves+with+training+to+a+limit+set+by+finger+size%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A physical constraint on perceptual learning: tactile spatial acuity improves with training to a limit set by finger size.</a> Journal of Neuroscience. 33 (22), 9345-9352 (2013).</li>
<li>Trzcinski, N. K., Gomez-Ramirez, M., Hsiao, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+consequences+of+experience-dependent+plasticity+on+tactile+perception+following+perceptual+learning%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Functional consequences of experience-dependent plasticity on tactile perception following perceptual learning.</a> European Journal of Neuroscience. 44 (6), 2375-2386 (2016).</li>
<li>Essock, E. A., Krebs, W. K., Prather, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superior+Sensitivity+for+Tactile+Stimuli+Oriented+Proximally-Distally+on+the+Finger%3A+Implications+for+Mixed+Class+1+and+Class+2+Anisotropies%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Psychology%3A+Human+Perception+and+Performance%22%5BJournal%5D)">Superior Sensitivity for Tactile Stimuli Oriented Proximally-Distally on the Finger: Implications for Mixed Class 1 and Class 2 Anisotropies.</a> Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 23 (2), 515-527 (1997).</li>
<li>Gurtubay-Antolin, A., Leon-Cabrera, P., Rodriguez-Fornells, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+evidence+of+hierarchical+cognitive+control+during+Haptic+processing%3A+An+fMRI+study%5BTitle%5D)+AND+%22eNeuro%22%5BJournal%5D)">Neural evidence of hierarchical cognitive control during Haptic processing: An fMRI study.</a> eNeuro. 5 (6), (2018).</li>
<li>Yang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tactile+priming+modulates+the+activation+of+the+fronto-parietal+circuit+during+tactile+angle+match+and+non-match+processing%3A+an+fMRI+study%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Tactile priming modulates the activation of the fronto-parietal circuit during tactile angle match and non-match processing: an fMRI study.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 8, 926(2014).</li>
<li>Yu, Y., Yang, J., Ejima, Y., Fukuyama, H., Wu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Asymmetric+Functional+Connectivity+of+the+Contra-+and+Ipsilateral+Secondary+Somatosensory+Cortex+during+Tactile+Object+Recognition%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Asymmetric Functional Connectivity of the Contra- and Ipsilateral Secondary Somatosensory Cortex during Tactile Object Recognition.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 11, January (2018).</li>
<li>Olczak, D., Sukumar, V., Pruszynski, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Edge+orientation+perception+during+active+touch%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Edge orientation perception during active touch.</a> Journal of Neurophysiology. 120 (5), 2423-2429 (2018).</li>
<li>Lederman, S. J., Taylor, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perception+of+interpolated+position+and+orientation+by+vision+and+active+touch%5BTitle%5D)+AND+%22Perception+and+Psychophysics%22%5BJournal%5D)">Perception of interpolated position and orientation by vision and active touch.</a> Perception and Psychophysics. 6 (3), 153-159 (1969).</li>
<li>Peters, R. M., Staibano, P., Goldreich, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tactile+orientation+perception%3A+An+ideal+observer+analysis+of+human+psychophysical+performance+in+relation+to+macaque+area+3b+receptive+fields%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Tactile orientation perception: An ideal observer analysis of human psychophysical performance in relation to macaque area 3b receptive fields.</a> Journal of Neurophysiology. 114 (6), 3076-3096 (2015).</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+%22Somatosensory+and+Motor+Research%22%5BJournal%5D)">The tactile perception of stimulus orientation.</a> Somatosensory and Motor Research. 25 (1), 49-59 (2008).</li>
<li>Morash, V., Pensky, A. E. C., Alfaro, A. U., McKerracher, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+haptic+spatial+abilities+in+the+blind%5BTitle%5D)+AND+%22Spatial+Cognition+and+Computation%22%5BJournal%5D)">A review of haptic spatial abilities in the blind.</a> Spatial Cognition and Computation. 12 (2-3), 83-95 (2012).</li>
<li>Wang, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tactile+angle+discriminability+improvement%3A+roles+of+training+time+intervals+and+different+types+of+training+tasks%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Tactile angle discriminability improvement: roles of training time intervals and different types of training tasks.</a> Journal of Neurophysiology. 122 (5), 1918-1927 (2019).</li>
<li>Yang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tactile+priming+modulates+the+activation+of+the+fronto-parietal+circuit+during+tactile+angle+match+and+non-match+processing%3A+an+fMRI+study%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Tactile priming modulates the activation of the fronto-parietal circuit during tactile angle match and non-match processing: an fMRI study.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 8, December 926(2014).</li>
<li>Peters, R. M., Hackeman, E., Goldreich, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diminutive+Digits+Discern+Delicate+Details%3A+Fingertip+Size+and+the+Sex+Difference+in+Tactile+Spatial+Acuity%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Diminutive Digits Discern Delicate Details: Fingertip Size and the Sex Difference in Tactile Spatial Acuity.</a> Journal of Neuroscience. 29 (50), 15756-15761 (2009).</li>
<li>Sathian, K., Zangaladze, A., Green, J., Vitek, J. L., DeLong, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tactile+spatial+acuity+and+roughness+discrimination%3A+Impairments+due+to+aging+and+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neurology%22%5BJournal%5D)">Tactile spatial acuity and roughness discrimination: Impairments due to aging and Parkinson's disease.</a> Neurology. 49 (1), 168-177 (1997).</li>
<li>Hoehler, F. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Logistic+equations+in+the+analysis+of+S-shaped+curves%5BTitle%5D)+AND+%22Computers+in+Biology+and+Medicine%22%5BJournal%5D)">Logistic equations in the analysis of S-shaped curves.</a> Computers in Biology and Medicine. 5 (3), 367-371 (1995).</li>
<li>Kuehn, E., Doehler, J., Pleger, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+vision+on+tactile+Hebbian+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">The influence of vision on tactile Hebbian learning.</a> Scientific Reports. 7 (1), 1-11 (2017).</li>
<li>Weder, B., Nienhusmeier, M., Keel, A., Leenders, K. L., Ludin, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Somatosensory+discrimination+of+shape%3A+Prediction+of+success+in+normal+volunteers+and+parkinsonian+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Somatosensory discrimination of shape: Prediction of success in normal volunteers and parkinsonian patients.</a> Experimental Brain Research. 120 (1), 104-108 (1998).</li>
</ol>

著者らは、金銭的またはその他の競合は存在しないと宣言している。

触覚空間視力、触覚ADのための新しい尺度が提示されます。このシステムでは、一対の角度が、被検体の固定化された人差し指パッドを横切って受動的にスライドする。ADは、GOとTPDの利点を組み合わせ、集中的なキューの影響と単一点の神経ピークインパルス率を低減します。この研究は、参照角度と比較角度4の間の角度差が変化するにつれて、知覚的差別が徐々に変化することを示している。AD9、10、23の年齢効果、トレーニング効果、認知障害診断モニタリングに加えて、触覚ADは触覚空間視力に対する貴重な尺度である。しかし、その変動性は、さらなる研究で検証される必要があります。例えば、触覚ADは、パターンまたは点字識別法7,8のような触覚空間視力の他の検証済み測定値と相関するべきである。
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タッチ知覚は、触覚知覚や触覚を含む体性感覚システムによって処理される感覚の基本的な形態である。受動的な触覚知覚は、アクティブな探索とは対照的に、静的な皮膚1、2と接触するように物体が移動されることを意味する。他の意味と同様に、触覚知覚における空間的分解能は、触覚空間視力とも呼ばれる、通常、触覚閾値、検出閾値、または判別閾値2、3によって表される。過去100年間で、2点閾値は触覚空間視力4の尺度として一般的に使用されてきた。しかし、多くの研究では、2点の識別(TPD)が非空間的なキューを除外できないため、2点閾値が触覚空間能力の無効な指標であることが示されています(例えば、2点が近すぎると、単一のアフェレント受容場を見つけることができ、神経活動の増加を容易に誘発する)、応答3、4、5に対する安定した基準を維持する。TPDの欠点の数のために、触覚格子配方(GO)3、6、2点配向性識別5、文字認識、ギャップ検出7、ドットパターン、ランドールCリング8、および角度判別(AD)9、10などの代替として、いくつかの新しい有望な方法が開発されている。現在、GOの操作上の利点、ならびに使用される刺激の空間構造および複雑さのために、GOは触覚空間視力11、12、13を測定するためにますます使用されている。
触覚GOは基礎的な空間的メカニズムに依存すると考えられているが、それによって触覚空間視力の信頼できる尺度が得られるが、GO性能が非空間的手がかり14によって部分的に影響を受けるかどうか(例えば、方向刺激の違いを識別する手掛かりを提供し得る集中的な徴候)に依然として議論されている。さらに、GOは単純な空間配向(すなわち、水平および垂直)タスクのみで構成され、主に感覚処理を伴い、主に感覚処理を伴い、主な体性感覚皮質における触覚一次処理と後頭頂部皮質(PPC)および上周辺頭体(SMG)15,16,16を含む触覚高度な有限物間の階層的相互作用を探索する際の使用を制限する。これらの欠点を補うために、触覚ADは触覚空間視力9,10を測定するために開発された。AD では、指先を横切って一対の角度が受動的にスライドします。角度はサイズが異なり、対象はどの角度が大きいかを決定する必要があります。この作業を一貫して実行するには、触覚角度の空間的特徴を作業メモリに表現して格納し、比較して識別する必要があります。したがって、触覚ADは、一次処理だけでなく、ワーキングメモリや注意などの触覚の高度な認知も伴う。
様々な線の向き知覚テストのように、触覚ADでは被験者は1つの基準角度と1つの比較角度で連続して提示され、より大きな角度18、19、20、21がどれかを示すように求められる。角度を構成する線は長さが等しく、仮想的な二等分に沿って対称的に分布します。線の空間寸法を対称的に変更することで、すべてのタイプの立上げられた平面角度を作成できます。したがって、この方法の重要な利点は、区別される角度が同様の空間構造を持つということです。また、ADで得られる空間表現は、GOで得られたものよりもシーケンシャルです。しかし、AD閾値は、触覚空間視力が物体22間の空間的差別を可能にするのに十分であるという証拠を提供する。さらに、角度の触覚空間的知覚は、ポイントからラインに経験され、最後に非空間的手がかりが小さな役割しか果たさない2次元平面角度を形成することができる。
ADしきい値は年齢の増加に伴って増加することが判明しました, 触覚ADタスクで高い認知負荷の必要性に起因する可能性があります.したがって、認知障害診断9,10においてモニタリング機構を提供してもよい。ADのパフォーマンスは、年齢に関連する減少の影響を受けるが、継続的なトレーニングまたは同様の触覚タスクトレーニング23によって若者において大幅に改善することができる。さらに、fMRI研究は、遅延サンプルとサンプル触覚角度タスクが、後頭頂皮質17、24のようなワーキングメモリを担う特定の皮質領域を活性化することを示した。これらの知見は、触覚角度の識別が高度な認知を伴う触覚空間視力の有望な尺度であることを示唆している。ここで、触覚AD機器およびその用途について詳細に説明する。他の触覚研究者は、AD機器を再現し、研究に使用することができます。
触覚AD装置、または触覚半自動受動指角刺激装置(TSPAS)は、電子スライドを使用して、一対の角度刺激を伝達して皮膚を横切って受動的にスライドする(図1)。被験者の腕は快適に横たわり、卓上の上に立ち上がります。右手はテーブルの手板の上に置き、人差し指パッドはプレートの開口部の少し下に配置されます。コンピュータソフトウェアは、スライドを制御し、固定速度で移動し、前後に移動することができます。スライドが前進すると、角度刺激は指先から始まる固定速度で皮膚を横切って受動的にスライドします。スライドが開始位置に戻り、別の角度刺激に変化した場合、被験者は人差し指を持ち上げて、開口部に軽く置く順番を待つ必要があります。従って、装置は制御された速度、安定した接触期間および一定の間の間隔で触覚の角度の刺激を提示する。被験者は順序番号を経口で報告し、実験者はそれを応答として登録し、次の試験を行う。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61218/61218fig01.jpg"> 図 1: TSPAS の概要 装置は4つの部分から成っている:1)触覚角度刺激(すなわち、参照角および10の比較角度)。2)被験者の手を所定の位置に固定し、人差し指だけを刺激と接触させ続ける手板。3)触覚刺激を運ぶ電子スライダー。4)電子スライドの速度と移動距離を制御するパソコン(PC)制御システム。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61218/61218fig01large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>

<table><tbody><tr><td>アクリルシート(3mm)</td><td>MonotaRO Co.,Ltd.</td><td>33159874</td><td>良素材</td></tr><tr><td>アクリルシート(1mm)</td><td>株式会社モノタロ</td>ウ<td>45547101</td><td>良素材</td></tr><tr><td>EZリムジン(イージーリニアモーションモーター)</td><td>オリエンタルモーター株式会社 日本製</td><td>EZS3</td><td>電動リニアスライド</td></tr><tr><td>データ編集ソフト</td> オリ<td>エンタルモーター株式会社 日本製</td><td>EZED2</td><td>使いやすい</td></tr><tr><td>操作マニュアル(オリエンタルモーター)</td><td>オリエンタルモーター株式会社 日本製</td><td>HL-17151-2</td><td>グッドガイドブック</td></tr></tbody></table>

触覚半自動受動指角刺激装置(tspas)

Tactile Semiautomatic Passive-Finger Angle Stimulator (TSPAS)

受動的な触覚は、皮膚から来る刺激情報を受動的かつ静的に知覚する能力である。例えば、空間情報を感知する能力は、手の皮膚の中で最も強いです。この能力は、触覚空間視力と呼び、触覚閾値または差別閾値によって測定される。現在、2点閾値は触覚空間視力の尺度として広く使用されているが、多くの研究では2点の差別に重大な赤字が存在することが示されている。そこで、コンピュータ制御の触覚刺激システムが開発され、触覚半自動受動指角刺激装置(TSPAS)を、触覚空間視力の新たな尺度として触覚角度判別閾値を用いた。TSPASは、移動速度、距離、および接触時間を制御しながら、被写体のパッシブフィンガーパッドに上げられた角度の刺激を適用するシンプルで簡単に操作できるシステムです。TSPASの成分は、触覚角度判別閾値を計算する手順と同様に詳細に説明されています。

本研究では、3AFC(3-代替強制選択)技術とロジスティック曲線を使用して、触覚AD閾値を推定した。参加者は、知覚された2つの角度のうち大きい方を経口的に報告するように指示されたか、違いを検出しなかった場合は、同じことを示すことができます。27、28、29の閾値を測定するために心理物理学実験に一般的に適用されているロジスティック曲線の方程式は次のとおりです。
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61218/61218equ01.jpg">
この式には、αとβの 2 つの主要なパラメータがあります。βは、ロジスティック曲線成長の代表であり、かつ-α/βは、...

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)

Passive tactile perception is the ability to passively and statically perceive stimulus information coming from the skin; for example, the ability to ...

私たちの方法は、触覚空間の鋭敏さを測定するための新しいアプローチを提供します。当社の半自動システムは操作が簡単で、動き、速度、距離、接触時間の制御に使用できます。触角刺激を準備するには、フライス盤を使用してアクリルシートを長さ8ミリリットル、幅1.5ミリメートル、高さ1ミリメートルのポリラインにカットし、仮想の二等分線に沿って対称的に分布する2本の等しい線を持ちます。そして、長さ40ミリ、幅40ミリ、高さ3ミリの正方形のベース。ポリラインを正方形の底面の中心に接着します。2Dの隆起した触角刺激を劣化させます。50度から70度までの角度サイズを2度刻みで作っていきます。また、20 の同一の基準角度と 10 のペアの同一の比較角度を含む最大 20 対の識別角度を作成し、± 0.2 度の測定精度で構成します。データ編集ソフトウェアで実験を開始する前に、デバイスのモーションタイプをIncrement Modelに設定してください。移動距離は80ミリメートル、移動速度は毎秒20ミリメートルです。モーション関数を single にし、軸を ID として 0 にします。電子スライドの動き、距離、速度のパラメータをそれぞれ設定します。ソフトウェアパラメータを設定したら、被験者を装置のあるテーブルに座らせ、被験者に目隠しをします。被験者に、右手の人差し指をハンドプレートの開口部に軽く置くように指示します。次に、基準角度と比較角度を含む一対の角度をスライドにクランプします。触覚で知覚される角度がどの角度より大きいかを報告するように被験者に指示し、ボタンをクリックします。一対の角度は、人差し指を毎秒20ミリメートルの速度で80ミリメートルの間受動的にスライドします。被験者がどちらの角度が大きいかを特定できない場合は、角度が同じであることを示すことができます。被験者の回答を回答データとして登録します。その後、角度を置き換えて同じ方法でプレゼンテーションを10回繰り返し、各分析後に被験者の反応を記録します。人差し指に不快感を与えないように、20回の試行の各シリーズの後に被験者に3分間の休憩を取ってもらいます。ロジスティック曲線を適用して角度識別しきい値を記述するには、3 つの代替力選択結果を周波数分布として表す必要があります。この座標では、ロジスティック曲線は最小二乗法で適合できます。また、角度識別閾値は、精度が25%と75%の場合の角度の差の半分と定義されていたため、この手法は、感覚処理と高次処理の触覚相互作用に対する新しいアプローチを提供する可能性があります。

tactile-semiautomatic-passive-finger-angle-stimulator-tspas

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）

出典: Charalambos, C. C., et al.ナビゲート経頭蓋磁気刺激を使用した足首筋の皮質脊髄経路の両側評価。J. Vis. 経験。(2019年)このビデオでは、経頭蓋磁気刺激 (TMS)...

経頭蓋磁気刺激を使用した皮質脊髄経路の評価

光力学的末梢刺激に適した刺激をスパイクするために局所電場電位（LFPは）から複雑な移行を解明するためには、建設された。アプリケーションとして、体性感覚皮質から記録されたスパイク活動は多目的最適化戦略により分析した。結果は、提案刺激装置は、ミリ波·ミリの精度で触覚刺激を提供することができたことを証明した。...

点状の触覚刺激を思い起こさせるための簡単​​な刺激性デバイス：トランジションスパイクLFP用サーチライト

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。...

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

位置または力のフィードバックを使用して同一の動きを制御すると、異なる神経活性化と運動行動がもたらされます。このプロトコルでは、神経筋疲労を調べることで行動の変化を調査する方法と、拡張フィードバックの解釈に関してサブスレッショルドTMSを使用して運動皮質(抑制性)活動を評価する方法について説明します。...

人間の力と位置制御 - 増補フィードバックの役割

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

この研究は、選択的神経伝達手術後の補綴物機能を高めるためのプロトコルを提示する。リハビリテーション介入には、患者の情報と選択、創傷治癒のサポート、上肢の感覚運動領域の皮質再活性化、選択的筋肉活性化の訓練、日常生活における義肢の取り扱い、および定期的なフォローアップ評価が含まれる。...

選択的神経伝達を受ける上肢切断者に対する治療介入

短潜時求心性抑制(SAI)は、感覚運動の統合をプローブするための経頭蓋磁気刺激プロトコルです。この記事では、SAIを使用して、感覚運動行動中の運動野の収束感覚運動ループを研究する方法について説明します。...

末梢神経刺激と制御可能なパルスパラメータの組み合わせ 感覚運動の制御と学習をプローブするための経頭蓋磁気刺激

このプロトコルは、脳卒中患者の指のリハビリテーションを支援するために調整された柔軟なウェアラブルな超過数ロボット四肢を導入します。このデザインには、人間とロボットのシームレスな相互作用を容易にする曲げセンサーが組み込まれています。健康なボランティアと脳卒中患者の両方が参加する実験による検証は、提案された研究の有効性と信頼性を強調しています。...

慢性脳卒中患者のための柔軟な装着型超過ロボット四肢

この研究の目的は、安全性、再現性、忍容性など、診療所での診療の標準的な手順を維持する、遠隔監視経頭蓋直流刺激 (RS-tDCS)...

幻肢痛に対する在宅遠隔監視経頭蓋直流刺激の使用

学ぶ触覚半自動受動指角刺激装置（TSPAS）を用いた触覚空間鋭敏性測定法。アクリル板で作成した角度刺激を用い、動きの速度・距離・接触時間を制御し、指先の受動的な触覚角度弁別閾値を正確に評価する革新的な神経科学的手法です。

触覚半自動受動指角刺激装置(TSPAS)

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