触覚半自動受動指角刺激装置(TSPAS)
2020年7月30日
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。
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。
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概要
本記事では、触覚空間分解能および角度識別能を評価するための新しい手法である、触覚半自動受動指角度刺激装置（TSPAS）を紹介します。このシステムは、移動速度、距離、および接触時間を制御しながら、被験者の受動的な指先に隆起した角度刺激を与えます。
研究の主要構成要素
科学分野
- 神経科学
- 行動評価
- 触覚認知
背景
- 触覚の空間解像度は、感覚処理を理解する上で極めて重要です。
- 触覚知覚を測定する従来の手法には限界がある場合があります。
- 技術の進歩により、より精密な評価が可能になっています。
- TSPASシステムは、触覚角度識別テストの精度向上を目的としています。
研究目的
- 触覚空間解像度を測定するための新しいアプローチを導入すること。
- 検査プロセスを簡略化する半自動化システムを提供すること。
- 評価中の移動速度、距離、接触時間などの変数を制御すること。
使用した手法
- フライス盤を用いて触覚角度刺激作製を行う。
- テスト用に特定の寸法にカットしたアクリル板を作成する。
- 各コンポーネントを接着し、触覚刺激装置を組み立てる。
- 刺激提示のためのコンピュータ制御システムを導入する。
主な結果
- TSPASシステムは、触覚空間視力を効果的に測定します。
- 試験変数を制御することで、結果の信頼性が向上します。
- 半自動システムにより、被験者のパフォーマンスが向上しました。
- この手法により、触覚知覚の一貫性と再現性のある評価が可能になります。
結論
- TSPASは、触覚検査手法における重要な進歩を示しています。
- 今後の研究では、このフレームワークを基盤として、触覚知覚をさらに深く探究することが可能です。
- 本システムは、研究および臨床の両方の場面で応用できる可能性があります。
よくある質問
産業界における重要性
触覚空間分解能の評価は、感覚処理の忠実度を定量化することで、神経科学における創薬のターゲットバリデーションを支援します。TSPASは、標準化された角度識別に基づく読み出しを通じて、体性感覚経路に影響を与える化合物のメカニズム的なリスク低減を可能にします。この手法は、鎮痛剤や神経学的治療薬の開発に関連する触覚機能の定量的かつ再現可能な測定値を提供することで、初期創薬における予測の信頼性を向上させます。
バイオ医薬品研究開発における戦略的応用
初期探索およびターゲットバリデーション
- 科学的価値： 触覚感覚経路の解析を可能にし、体性感覚知覚を調節するターゲットの検証を実現する。
- 運用の価値： 実験の繰り返しにおいて、一貫した角度識別閾値の測定を可能にする半自動システムを提供する。
- 予測的価値： 触覚鋭敏性に影響を与える化合物の用量反応特性の評価を支援し、リード化合物の同定に寄与する。
スクリーニングおよびアッセイ開発
- アッセイの準備状況：高忠実度の感覚スクリーニングプラットフォームに適した、定量的触覚角度識別閾値を算出します。
- 再現性：移動速度、距離、および接触時間を制御することで、触覚刺激提示における変動を最小限に抑えます。
- 拡張性：定義された角度刻み（2°ステップで50–70°）の切削アクリル刺激物を使用し、標準化された化合物試験パネルを可能にします。
翻訳および前臨床研究
- 疾患との関連性：神経因性疼痛または感覚処理障害のモデルにおいて、機能的バイオマーカーとして触覚空間分解能を測定します。
- トランスレーショナルな連続性：角度識別閾値を通じて、in vitroでのターゲットエンゲージメントとin vivoでの感覚表現型評価を橋渡しします。
- リスク調整後の進展：前臨床有効性試験における触覚機能の回復または調節に基づいた、go/no-go決定を可能にします。
パイプラインおよびワークフローの統合
TSPASは、ターゲットのバリデーションから表現型スクリーニング、そして前臨床での有効性評価に至るまでのディスカバリー・コンティニュアムに適合しており、特に体性感覚調節治療薬の開発において有用です。
- 探索生物学：触覚信号伝達および皮質感覚処理に関与するターゲットの仮説検証を支援します。
- スクリーニング：信頼性の高い化合物スクリーニングのため、運動学的パラメータを制御した標準的な触覚角度刺激を提供します。
- 分析：ロジスティック曲線を用いてフィッティングされた周波数識別データを出力し、精度25%および75%の時点における角度識別閾値を算出します。
- トランスレーショナルリサーチ：分子ターゲットの変調を、触覚空間視力の測定可能な変化に結びつけ、バイオマーカーの整合性を支援します。
- エンタープライズ再利用：体性感覚治療法を調査する複数のプロジェクトにわたり、再利用可能な感覚評価プラットフォームとして機能します。
運用および企業への影響
- 科学的価値：定量的な触覚鋭敏度指標を提供することで、体性感覚経路の調節におけるメカニズム的な曖昧さを軽減する。
- 運用上の価値：コンピュータ制御によりスライドを20 mm/sの速度で80 mmの距離まで移動させることで、刺激適用の標準化を確実にする。
- 戦略的価値：化合物の効果を測定可能な感覚機能の変化に結びつけることで、go/no-go判断の信頼性を向上させる。
- ポートフォリオへの影響：触覚機能の維持または向上プロファイルに基づいた、リスク調整後の候補物質の優先順位付けを可能にする。
実施上の考慮事項
- 適切な刺激設計および被験者への指示を行うため、触覚精神物理学および感覚神経科学の専門知識が必要である。
- 正確な角度刺激（許容誤差 ±0.2°）を生成するため、アクリル部品の精密な切削加工および組み立てに依存する。
- 刺激知覚の妥当性を確保するため、目隠しや受動的な指の配置を含む、標準化された被験者の準備が必要である。
- 一貫した試行遂行のため、角度ペアごとに10回の繰り返しおよび疲労防止のための3分間の休憩を含む、多機能的なトレーニングが必要である。
- 静的な触覚角度識別のみに限定されており、修正なしでは動的な触覚、振動、または圧力感度の評価は行えない。
