Summary
Bu çalışma, bir ızgara oryantasyon testi kullanarak uzamsal dilsel dokunsal duyarlılığı değerlendirmek için R-indeksi tarafından standart bir prosedür ve eşik belirlemesini göstermektedir.
Abstract
R-indeksi tahminlerine göre tek tek eşikler, mekansal dilsel dokunsal duyarlılığı değerlendirmek için bir ızgara oryantasyon testi (0,20-1,25 mm'den ızgara boyutunu artırmanın 6 farklı aracı) kullanılarak hesaplanır. Deney sırasında deneklerin gözleri bağlanır ve dile yerleştirilen ızgaranın (yatay veya dikey) yönünü belirtmeleri istenir. R-indeksi Sinyal Algılama Teorisi'ne (SDT) dayanır ve alternatif bir uyarana (gürültü, örneğin yanlış yönlendirme) kıyasla bir hedef uyaranı (sinyal, örneğin doğru yönlendirme) doğru tanımlama tahmini bir olasılıktır. Her konu ve her araç boyutu için R-dizini değerleri hesaplandıktan sonra, kurulan kesmenin hemen altında ve üstünde (genellikle %75) iki R-dizinini tek taraflı R-dizini kritik değerlerine göre ilişkilendirerek tek tek eşiği türetmek mümkündür. Bu prosedür, oral dokunsal duyarlılık, konuşma netliği ve yutma bozuklukları arasındaki ilişkiyi incelemek için tıbbi alanda ve doku algısı, gıda tercihleri ve yeme davranışındaki bireysel varyasyonu araştırmak için duyusal ve tüketici çalışmalarında yardımcı olabilir.
Introduction
Gıdanın dokusu ve ağız hissi beğenide önemli bir rol oynar1,2,3,4 ve araştırmalar çiğneme davranışı2,5, tükürük akışı ve kompozisyon6,7 gibi faktörler nedeniyle doku algısında farklılıklar bulmuş olsa da, oral dokunsal reseptörlerdeki (mekanoreseptörler) varyasyonu değerlendirmek için sınırlı yöntemler vardır. Ağız boşluğu ağızda bulunan farklı mekanoreseptör türlerine ev sahipliği yapmaktadır: Merkel reseptörleri, Ruffini silindirleri ve Meissner corpuscles8. Mekanoreptörler iki gruba ayrıştırılabilir: yavaşça adapte olmak ve hızla uyum sağlamak. Yavaş adapte olan mekanoreseptörler (Ruffini silindirleri ve Merkel reseptörleri) uyarılırken sürekli sinyaller üretir. Buna karşılık, hızla adapte olan mekanoreseptörler (Meissner'in korpusklar) stimülasyonun başlangıcına ve sonuna bir sinyalle yanıt verir. Dokunsal keskinlik, muhtemelen mekanoreseptör duyarlılığındaki farklılıklar nedeniyle dil yüzeylerinde ve bireyler arasında geniş ölçüde değişir. Ağız boşluğundaki mekanoreptörlerin yeri ve sayısı, mekanoreptörlerin mekansal düzenindeki/yoğunluğundaki farklılıklar (mekansal keskinlik) veya etkinleştirildiğinde duyarlılıklarındaki farklılıklar bu birey içi ve birey arası değişkenliğin nedeni olabilir. Ağız boşluğundaki mekanoreptör duyarlılığındaki varyasyonu değerlendirmek ve taramak için von Frey filamentleri9,10, harf tanıma11,12, ızgara oryantasyon testleri13 ve esnek elektrot dizisi14,15 dahil olmak üzere çeşitli yöntemler yayınlanmıştır. Izgara yönlendirme testi, gözleri bağlı bir konunun diline farklı oluk genişliklerine sahip kare ızgaralar (Şekil 1, Şekil 2) gerektirir. Deneklerin ızgaraları yatay veya dikey yönde algılayıp algılamadığını gösterirler. Yanıtlar, konunun farklı ızgara boyutları için yönlendirmeyi ayırt etme yeteneğine göre ortalama eşikleri hesaplamak için kullanılır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Tüm katılımcılar tarafından bilgilendirilmiş, yazılı bir onay imzalanmıştır. Bu çalışma Milano Üniversitesi Etik Kurulu tarafından onaylanmıştır (n. 48/19) ve Helsinki Bildirgesi uyarınca yürütülmektedir.
1. Deneycilerin eğitimi
- Rendeleme aletini alın ve bir tartıya yerleştirilmiş bir süngere 100 g'lık bir kuvvet uygulayın.
NOT: Bu çalışmada kullanılan ızgara aracının şeması için Şekil 1'e bakın - Test sırasında deneklerin dillerindeki ızgaranın uyguladığı kuvvetteki varyasyonu azaltmak için bu prosedürü hem deneycilerin içinde hem de genelinde en az 10 kez tekrarlayın.
2. Değerlendirme prosedürü
NOT: Konunun güvenliğini garanti etmek için gerekli sağlık ve güvenlik standardını (ör. maske, eldiven ve laboratuvar önlüğü) izleyerek dokunsal keskinlik değerlendirmesini yapın.
- Tüm ızgaraları (0,20 mm, 0,25 mm, 0,50 mm, 0,75 mm, 1,00 mm, 1,25 mm) (Şekil 2) katılımcının görüş alanı dışında bir masada görüntüleyin.
- Katılımcıyı rahat bir sandalyeye oturtun ve deneyden istedikleri zaman ayrılabileceklerini bildirin.
- Katılımcıya deney sırasında gözlerinin bağlanacağını bildirin ve rahat ve rahat bir şekilde dillerini çıkarmaları istendi.
- Deneyin başlangıcından önce, uygulanan kuvveti (3 s için 100 g) göstermek için en büyük ızgarayı (1,25 mm) kullanarak deneklere prosedürü alıştırın.
- Katılımcılara uygun görüldüğünde bir yudum su alabileceklerini bildirin.
- Her ızgarayı deneklerin diline uygulayın (dilin ön bölgesi orta çizginin hemen etrafında).
- Her dokunuşun ardından deneklerden ellerini, aracın yönünü (yatay veya dikey) ve kesinlik derecelerini (elbette, emin değil) belirtmesini isteyin. Denekler bilmiyorlarsa tahmin etmeliler.
- Her dokunuşun ardından, her konu için tüm yanıtları (yatay, dikey, emin, emin değil) bir elektronik tabloya kaydedin (Ek Tablo 1).
- Seçilen R-Index kesmesi için gerekli görülen her ızgarayı, örneğin 6 kez, yatay olarak 3 ve dikey olarak 3 kez tekrarlayın (Ek Tablo 1).
- Her katılımcıyı test ettikten sonra her ızgarayı sterilize edersiniz (bölüm 4'e bakın).
NOT: Dil, aşırı yorgunluğu önlemek için gönüllüler tarafından çaba sarf edilmeden ağızdan hafifçe çıkıntı yapmalıdır, bu da performans sonuçlarında bir değişikliğe yol açacaktır. Rendeleme ile tekrarlar ne kadar yüksek olursa, ölçümün o kadar güvenilir olduğunu belirtmek önemlidir16.
3. Temizlik protokolü
- Üreticinin talimatlarına göre 1 L suda seyreltilmiş 20 mL sodyum hipoklorit (bkz. Malzeme Tablosu) oluşan bir çözelti hazırlayın.
- Çözümü birkaç saniye manuel olarak sallayın.
- Her aleti çözeltiye tamamen daldırmak için 6 bardak dezenfektan çözeltisinin yaklaşık 20 mL'si ile doldurun.
- Her aleti ilgili kaba yerleştirin.
- Aletleri 15-20 dakika bekletin.
- Aletleri üreticinin talimatlarına göre bol suyla durulayın ve sodyum hipoklorit kalıntılarının giderilmesini sağlamak için bir diş fırçası ile ovalayın.
- Aletlerin kurumasına izin verin.
4. R-indeksi hesaplaması
- Aşağıdaki denklemi kullanarak R dizinini hesaplamak için kullanılan yanıt frekanslarına göre her gönüllü ve tüm araçlar (Şekil 3) için bir yanıt matrisi oluşturun:
NOT: R-indeksi her araç için ayrı dokunsal hassasiyeti ifade eder16. R- indeksi SDT17'ye dayanır ve bir hedef uyaranı (yani sinyali) alternatif bir uyarandan (yani gürültüden) ayırt etme olasılığını temsil eder. Sinyal ve gürültü, ızgaranın yatay-dikey yönünün doğru veya yanlış tanımlanmasına karşılık gelir. Hem sinyal hem de gürültü için dört yanıt seçeneği oluşabilir: "yatay-emin", "yatay emin", "dikey emin olmayan" ve "dikey emin"16. R-dizin değerleri 0-1 arasında değişmektedir. Daha yüksek bir R-dizin değeri daha iyi ayrımcılığa işaret eder.
5. R-endeksi tahminlere göre duyarlılık ve eşik belirleme
- Bir konunun her aracın yönünü ayırt edip etmeyeceğini belirlemek için, R-index önem testleri için kritik değerler tablosunu kullanarak kesmeyi hesaplayın18
NOT: 36 sunuma karşılık gelen mevcut örnek göz önüne alındığında (yani, 6 kez, 3 yatay ve 3 dikey olarak sunulan her ızgara), ayrımcılık için kesme değeri, α = 0,0518 için tek taraflı R-endeksi kritik değerlerine göre 0,7426 olarak ayarlanır. - Yeterince yüksek sayıda alet kullanılırsa (örneğin, altı farklı ızgara boyutu)19, R-indeksi eşik tahminlerini türet.
- Her konu için eşiği hesaplamak için, kesme değerinin hemen altındaki ve üstündeki iki R-indeksini enterpolasyonlayın20.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Appiani ve ark. (2020)21'de gösterildiği gibi toplam 70 sağlıklı yetişkin (yaş aralığı = 19-33 yaş; yaş ortalaması = 22.0; %52.9 kadın) çalışmaya dahil edildi.
Örnek olarak, 0,75 mm kare için yaşa göre R-indeksi dağılımı Şekil 4'te bildirilmiştir. Her nokta farklı bir konuyu temsil eder. Noktalı çizginin üzerindeki konular (kesme değeri: 0.7426) ızgaranın yönünü doğru tanımlayanlardır (daha hassas).
Altı ızgaranın performansı ve bir konunun türetilmiş R-dizini eşik tahmini Şekil 5'te bildirilmiştir. Bu durumda, eşik 0,99 mm'ye karşılık gelir. Düşük eşik değerlerine sahip konular daha küçük bir çubuk boyutunu (daha hassas) tanıyabilirken, yüksek eşik değerlerine sahip konular uyaranı bilişsel olarak algılamak için daha fazla giriş (daha büyük çubuk boyutu) gerektirir (daha az hassas)10. Mevcut durumda, eşik değerleri 0,20-1,25 mm arasında değişebilir. Bununla birlikte, iki uç değer elde edilebilir: eşik <0,20 mm olan konular, karelerin yönünü en küçük boyuttan (0,20 mm) tanıyabilen konulardır. Buna karşılık, 1,25 mm > eşik kaydeden katılımcılar ızgara boyutlarından herhangi birini ayırt edemezler. Ek Tablo 2'de eşik veri kümesi örneği bildiriliyor.
Şekil 1: Araçların açıklaması. Kare şematik çizim Bu şeklin daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Artan büyüklükte oluklara/çubuklara sahip kareler. Şekil, en küçüğünden (0,20 mm) en büyüğüne (1,25 mm) kadar değişen altı ızgarayı göstermektedir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: Yanıt matrisi. Şekil, R dizinini hesaplamak için kullanılan yanıt matrisini gösterir. Sinyal (S) ve gürültü (N) sırasıyla yatay ve dikey yönlendirmeye karşılık gelir. "A" harfinden "h"ye harf, 0 ile 3 arasındaki değerleri alan tamsayılardır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: Kare 0,75 mm için yaşa göre R-indeks dağılımı. Noktalı çizgi kesme değerini temsil eder (0,7426). Noktalı çizginin üzerindeki konular, aracın yönünü doğru tanımlayan konulardır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 5: Bireysel eşik hesaplaması. Bir konunun R-dizin değerleri ve ilgili eşiğin hesaplanması. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Tablo 1: Deneyciler tarafından katılımcıların yanıtlarını kaydetmek için kullanılan bir elektronik tablo örneği. İlk sütun (Deneme No) sunu sayısını temsil eder; örnek olarak, 36 olası sunum bildirilmektedir. İkinci sütun (kombinasyon), ızgaranın (G) boyutunu ve yönlendirmeyi (HORIZ./VERT.) gösterir. Araştırmacı, konunun cevabını "Cevap" (Yatay/Dikey) sütununda bildirir ve son sütunu (Sure/Suree) kullanarak kesinlik derecesini gösterir. Bu Tabloyu indirmek için lütfen tıklayınız.
Tamamlayıcı Tablo 2: Tek tek eşikleri hesaplamak için kullanılan veri kümesi. İlk üç sütun, her konu için kimlik kodunu, yaşı ve cinsiyeti bildirir. Sütun 4-9 her araç için R-dizin değerlerini bildirir. Kalın olarak, enterpolasyon yoluyla tek tek eşiklerin hesaplanmasında kullanılan kesmenin hemen üstünde ve altında değerler bildirilmektedir (son sütun). Bu Tabloyu indirmek için lütfen tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Dokunsal keskinliği ölçmek için birkaç geçerli cihaz mevcuttur10,11,13,22. Von Frey filamentlerinin hem deri hem de oral dokunsal keskinliği ölçmek için yeterli bir yöntem olduğu gösterilmiştir10,21,22. Bununla birlikte, bu aletler ızgara oryantasyon testinden farklı bir dil dokunsal keskinlik boyutunu ölçmektedir21. Von Frey filamentleri temas algılamasını ölçerken, uzamsal çözünürlük hassasiyetini rendeler. Bu iki farklı duyusal fonksiyon, farklı sinir mekanizmaları tarafından zapt edilir23,24,25.
Bilinen diğer araçlar, mevcut prosedürde kullanılanlara çok benzeyen JVP kubbeleridir (Stoelting Co, Wood Dale, IL, ABD). Bununla birlikte, bu aletler esas olarak cildin dokunsal keskinliğini ölçmek için kullanılır, çünkü dildeki ortalama mekansal çözünürlüğe göre (0,35-3,00 mm'den) daha düşük hassasiyete sahiptirler (0,58 mm)13. Bu nedenle Appiani ve ark. (2020)21, oral dokunsal hassasiyetin değerlendirilmesi için daha uygun bir dizi boyut içermesi için bu protokolde kullanılan ve 0,50 mm'den (yani 0,20 ve 0,25 mm) daha az oluk genişliğine sahip özel yapım ızgaraların bilişsel ve algısal uygunluğunu değerlendirdi21. Alet, yüzeylerine ızgaralarla kazınmış 1 cm2'lik politetrafloroetilen makine kesimli kare bloklardan oluşur. Her kare 5 mm yüksekliğe sahiptir ve dar bir silindirik çubukla (2 cm uzunluğunda) tutulur (Şekil 1). Hem çubuk boyutu hem de her çubuk arasındaki mesafe (oluk genişliği) kareler arasında değişir, ancak bir kare içinde tutarlıdır. Oluk derinliği, test sırasında dilin karenin altına değmemesini sağlamak için oluk genişliğinin 1,5 katı artar13. Deneklerin duyarlılığını değerlendirmek için kullanılan karelerin sayısı, çubukların boyutu gibi değişebilir, ancak önceki araştırmalar, dil için bireyler arasında ayrımcılık sağlamak için 0,20 mm ile 1,25 mm arasında değişen en küçük çubuk boyutlarında değişen altı kareye ihtiyaç duyulduğunu ortaya koymuştur13,24 (Şekil 2).
Mevcut prosedürde, belirli bir ızgara boyutunun sözlü ayrımını değerlendirmek için bir indeksin (R-indeksi) hesaplanması önerilir. Ayrıca, araç sayısı yeterince büyükse (örneğin, altı araç), mevcut prosedür Robinson ve meslektaşlarına uygun olarak bireysel eşiklerin hesaplanmasını raporlar20.
Bu protokol, dil seviyesinde dokunsal keskinliği ölçmenin geçerli, kolay ve hızlı bir yolunu gösterir. Bununla birlikte, testin güvenilirliğini etkileyebilecek bazı zorluklara dikkat çekilmelidir21. Genel olarak, aletlerin güvenilirliği deneyciden etkilenebilir. Bu nedenle, deneycilerin dikkatli bir şekilde eğitilmesi ve kalibrasyonu, konunun dili üzerinde tutarlı ve standart bir kuvvet uygulayacağı garanti edilmelidir. Ayrıca lingual kasın istemsiz hareketleri ve lingual yüzeyin kuruluğu ölçümleri etkileyebilir. Böylece, dillerini nispeten uzun süre uzatmak zorunda kalan gönüllülerin önemli ölçüde konsantre olmaları istenir. Bu sınırlamaların oluşumu bireyler arasında büyük ölçüde değişmektedir. Bununla birlikte, deneklerin dili dişler ve dudaklar arasında rahat tutmaları ve muhtemelen çeneyi ellere yerleştirmeleri önerilerek azaltılabilir. Ayrıca, gönüllüler test sırasında biraz su içmek için birkaç kez durmaya davet edilir.
Gelecekteki çalışmalar, bireysel dilsel dokunsal keskinlik, gıda tercihleri, gıda seçimleri ve beslenme durumu arasındaki ilişkiyi derinlemesine araştırabilir. Bu protokol, yutma veya ağız boşluğu bozuklukları olan savunmasız popülasyonları incelemek için klinik bir ortamda da yararlı olabilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Acknowledgments
Çalışmaya katılan tüm katılımcıları, gönüllüleri ve diğerlerini kabul ediyoruz. Sandra Stolzenbach Wæhrens ve Wender Bredie'ye (Kopenhag Üniversitesi) mevcut ızgara oryantasyon testinde kullanılan kareleri tasarladıklarından dolayı minnettarız. Bu araştırma Milano Üniversitesi, Piano di sostegno alla ricerca 2018 tarafından finanse edildi.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Custom-made squares | University of Reading; University of Copenhagen | Squares of 1 cm2 from polytetrafluoroethylene (PTFE) | |
| Disinfenctant solution (20% sodium hypochlorite) | Amuchina, Angelini S.p.A., Roma, Italy | ||
| Eye masks | Various | ||
| Gloves | Various | ||
| Lab coat | Various | ||
| Plastic cup for drinking water | Various | ||
| Excel | Microsoft |
References
- Guinard, J. X., Mazzucchelli, R. The sensory perception of texture and mouthfeel. Trends in Food Science & Technology. 7 (7), 213-219 (1996).
- Jeltema, M., Beckley, J., Vahalik, J. Food texture assessment and preference based on mouth behavior. Food Quality and Preference. 52, 160-171 (2016).
- Scott, C. L., Downey, R. G. Types of food aversions: animal, vegetable, and texture. The Journal of Psychology. 141 (2), 127-134 (2007).
- Laureati, M., et al. Individual differences in texture preferences among European children: Development and validation of the Child Food Texture Preference Questionnaire (CFTPQ). Food Quality and Preference. 80, 103828 (2020).
- de Lavergne, M. D., Derks, J. A., Ketel, E. C., de Wijk, R. A., Stieger, M. Eating behaviour explains differences between individuals in dynamic texture perception of sausages. Food Quality and Preference. 41, 189-200 (2015).
- Engelen, L., de Wijk, R. A. Oral processing and texture perception. Food Oral Processing: Fundamentals of Eating and Sensory Perception. 8, Blackwell Publishing Ltd. 157-176 (2012).
- Stokes, J. R., Boehm, M. W., Baier, S. K. Oral processing, texture and mouthfeel: From rheology to tribology and beyond. Current Opinion in Colloid & Interface Science. 18 (4), 349-359 (2013).
- Engelen, L. Oral receptors. Food Oral Processing: Fundamentals of Eating and Sensory Perception. , Blackwell Publishing Ltd. 15-38 (2012).
- Yackinous, C., Guinard, J. X. Relation between PROP taster status and fat perception, touch, and olfaction. Physiology & Behavior. 72 (3), 427-437 (2001).
- Etter, N. M., Breen, S. P., Alcala, M. I., Ziegler, G. R., Hayes, J. E. Assessment of midline lingual point-pressure somatosensation using Von Frey hair monofilaments. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (156), (2020).
- Essick, G. K., Chen, C. C., Kelly, D. G. A letter-recognition task to assess lingual tactile acuity. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 57 (11), 1324-1330 (1999).
- Essick, G. K., Chopra, A., Guest, S., McGlone, F. Lingual tactile acuity, taste perception, and the density and diameter of fungiform papillae in female subjects. Physiology & Behavior. 80 (2-3), 289-302 (2003).
- 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 (1994).
- Moritz, J., Turk, P., Williams, J. D., Stone-Roy, L. M. Perceived intensity and discrimination ability for lingual electrotactile stimulation depends on location and orientation of electrodes. Frontiers in Human Neuroscience. 11, 186 (2017).
- Bach-y-Rita, P., Kaczmarek, K. A., Tyler, M. E., Garcia-Lara, J. Form perception with a 49-point electrotactile stimulus array on the tongue: a technical note. Journal Of Rehabilitation Research and Development. 35, 427-430 (1998).
- O'Mahony, M. Understanding discrimination tests: A user-friendly treatment of response bias, rating and ranking R-index tests and their relationship to signal detection. Journal of Sensory Studies. 7 (1), 1-47 (1992).
- Lee, H. S., Van Hout, D. Quantification of sensory and food quality: The R-index analysis. Journal of Food Science. 74 (6), 57-64 (2009).
- Bi, J., O'Mahony, M. Updated and extended table for testing the significance of the R-index. Journal of Sensory Studies. 22, 713-720 (2007).
- Bertoli, S., et al. Taste sensitivity, nutritional status and metabolic syndrome: Implication in weight loss dietary interventions. World Journal of Diabetes. 5 (5), 717 (2014).
- Robinson, K. M., Klein, B. P., Lee, S. Y. Utilizing the R-index measure for threshold testing in model caffeine solutions. Food Quality and Preference. 16 (4), 283-289 (2005).
- Appiani, M., Rabitti, N. S., Methven, L., Cattaneo, C., Laureati, M. Assessment of lingual tactile sensitivity in children and adults: Methodological suitability and challenges. Foods. 9 (11), 1594 (2020).
- Cattaneo, C., Liu, J., Bech, A. C., Pagliarini, E., Bredie, W. L. Cross-cultural differences in lingual tactile acuity, taste sensitivity phenotypical markers, and preferred oral processing behaviors. Food Quality and Preference. 80, 103803 (2020).
- Abraira, V. E., Ginty, D. D.
- Johnson, K. O., Phillips, J. R. Tactile spatial resolution. I. Two-point discrimination, gap detection, grating resolution, and letter recognition. Journal of Neurophysiology. 46 (6), 1177-1192 (1981).
- Phillips, J. R., Johnson, K. O. Tactile spatial resolution. II. Neural representation of bars, edges, and gratings in monkey primary afferents. Journal of Neurophysiology. 46 (6), 1192-1203 (1981).
