Methodenartikel

Beoordeling van ruimtelijke linguale tactiele gevoeligheid met behulp van een roosteroriëntatietest

DOI:

10.3791/62898

⸱

17 september 2021

 ,  ,  ,  , 
1Department of Food, Environmental and Nutritional Sciences (DeFENS), University of Milan, 2Division of Food, Nutrition, and Dietetics, School of Biosciences, University of Nottingham

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit werk illustreert een standaardprocedure en drempelbepaling door de R-index om de ruimtelijke linguale tactiele gevoeligheid te beoordelen met behulp van een roosteroriëntatietest.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Individuele drempels door R-indexschattingen worden berekend met behulp van een roosteroriëntatietest (6 verschillende gereedschappen met een toenemende roostergrootte van 0,20-1,25 mm) om de ruimtelijke linguale tactiele gevoeligheid te beoordelen. Tijdens het experiment worden de proefpersonen geblinddoekt en gevraagd om de oriëntatie van het rooster (horizontaal of verticaal) op de tong te specificeren. R-index is gebaseerd op signal detection theory (SDT) en is een geschatte kans op het correct identificeren van een doelprikkel (het signaal, bijvoorbeeld de juiste oriëntatie) in vergelijking met een alternatieve stimulus (de ruis, bijvoorbeeld de onjuiste oriëntatie). Zodra de R-indexwaarden voor elk onderwerp en elke gereedschapsdimensie zijn berekend, is het mogelijk om de individuele drempel af te leiden door de twee R-indices direct onder en boven de vastgestelde cut-off (typisch 75%) te interpoleren op basis van eenzijdige kritische waarden van de R-index. Deze procedure kan nuttig zijn op medisch gebied om de associatie tussen orale tactiele gevoeligheid, spraakhelderheid en slikstoornissen te bestuderen, evenals in sensorische en consumentenstudies om individuele variatie in textuurperceptie, voedselvoorkeuren en eetgedrag te onderzoeken.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De textuur en het mondgevoel van voedsel spelen een belangrijke rol bij het liken1,2,3,4, en hoewel onderzoek verschillen in textuurperceptie heeft gevonden als gevolg van factoren zoals kauwgedrag2,5, speekselstroom en samenstelling6,7, zijn er beperkte methoden beschikbaar om variatie in orale tactiele receptoren (mechanoreceptoren) te beoordelen. De mondholte herbergt verschillende soorten mechanoreceptoren in de mond: Merkel-receptoren, Ruffini-cilinders en Meissner-bloedlichaampjes8. Mechanoreceptoren kunnen in twee groepen worden ingedeeld: langzaam aanpassen en snel aanpassen. Langzaam aanpassende mechanoreceptoren (Ruffini-cilinders en Merkel-receptoren) produceren continu signalen terwijl ze worden gestimuleerd. Daarentegen reageren snel aanpassende mechanoreceptoren (Meissner's bloedlichaampjes) op het begin en einde van de stimulatie met een signaal. Tactiele scherpte varieert sterk over tongoppervlakken en tussen individuen, mogelijk als gevolg van verschillen in mechanoreceptorgevoeligheid. De locatie en het aantal mechanoreceptoren in de mondholte, de verschillen in de ruimtelijke ordening/dichtheid van de mechanoreceptoren (ruimtelijke scherpte), of de verschillen in hun gevoeligheid bij activering kunnen de oorzaak zijn van deze intra- en interindividuele variabiliteit. Verschillende methoden om te evalueren en te screenen op variatie in mechanoreceptorgevoeligheid in de mondholte zijn gepubliceerd, waaronder von Frey-filamenten9,10, letterherkenning11,12, raspreriëntatietests13 en flexibele elektrode-array14,15. De raspenoriëntatietest vereist dat vierkante roosters (figuur 1, figuur 2) met verschillende groefbreedtes op de tong van een geblinddoekte proefpersoon worden geplaatst. Ze geven aan of proefpersonen de roosters in een horizontale of verticale oriëntatie waarnemen. Antwoorden worden gebruikt om gemiddelde drempels te berekenen op basis van het vermogen van het onderwerp om de oriëntatie voor de verschillende roostermaten te onderscheiden.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Een geïnformeerde, schriftelijke toestemming is ondertekend door alle deelnemers. Deze studie werd goedgekeurd door de Ethische Commissie van de Universiteit van Milaan (nr. 48/19) en uitgevoerd in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki.

1. Opleiding van experimentatoren

  1. Neem het roostergereedschap en breng een kracht van 100 g aan op een spons die op een weegschaal is geplaatst.
    OPMERKING: Zie figuur 1 voor het schema van het roostergereedschap dat in dit onderzoek is gebruikt
  2. Herhaal deze procedure ten minste 10 keer om variatie in de kracht te verminderen die wordt uitgeoefend door het rooster op de tongen van de proefpersonen tijdens het testen, zowel binnen als tussen experimentatoren.

2. Beoordelingsprocedure

OPMERKING: Voer de beoordeling van de tactiele scherpte uit volgens de vereiste gezondheids- en veiligheidsnorm om de veiligheid van het onderwerp te garanderen (bijv. Masker, handschoenen en laboratoriumjas).

  1. Toon alle roosters (0,20 mm, 0,25 mm, 0,50 mm, 0,75 mm, 1,00 mm, 1,25 mm) (figuur 2) op een tafel buiten het zicht van de deelnemer.
  2. Plaats de deelnemer in een comfortabele stoel en informeer hen dat ze het experiment op elk gewenst moment kunnen verlaten.
  3. Informeer de deelnemer dat ze geblinddoekt zullen worden tijdens het experiment en gevraagd om hun tong op een comfortabele en ontspannen manier uit te steken.
  4. Maak de proefpersonen voorafgaand aan het begin van het experiment vertrouwd met de procedure met behulp van het grootste rooster (1,25 mm) om de uitgeoefende kracht aan te tonen (100 g gedurende 3 s).
  5. Informeer de deelnemers dat ze een slok water kunnen nemen wanneer dat nodig wordt geacht.
  6. Breng elk rasp aan op de tong van de proefpersonen (voorste deel van de tong net rond de middellijn).
  7. Vraag de proefpersonen na elke aanraking om met hun handen de oriëntatie van het gereedschap (horizontaal of verticaal) en hun mate van zekerheid (zeker, onzeker) aan te geven. Proefpersonen moeten raden of ze het niet weten.
  8. Neem na elke aanraking alle antwoorden (horizontaal, verticaal, zeker, niet zeker) voor elk onderwerp op in een spreadsheet (aanvullende tabel 1).
  9. Herhaal elk rooster zo vaak als nodig wordt geacht voor de geselecteerde R-Index-afsnijding, bijvoorbeeld 6 keer, 3 horizontaal en 3 verticaal (aanvullende tabel 1).
  10. Steriliseer elk rooster na het testen van elke deelnemer (zie rubriek 4).
    OPMERKING: De tong moet voorzichtig uit de mond steken zonder inspanning van de vrijwilligers om overmatige vermoeidheid te voorkomen, wat zou leiden tot een verandering in hun prestatieresultaten. Het is belangrijk op te merken dat hoe hoger de herhalingen door raspen, hoe betrouwbaarder de meting16.

3. Reinigingsprotocol

  1. Bereid een oplossing bestaande uit 20 ml natriumhypochloriet (zie materiaaltabel) verdund in 1 l water volgens de instructies van de fabrikant.
  2. Schud de oplossing handmatig gedurende enkele seconden.
  3. Vul 6 kopjes met ongeveer 20 ml van de desinfecterende oplossing om elk gereedschap volledig in de oplossing onder te dompelen.
  4. Plaats elk gereedschap in de bijbehorende beker.
  5. Laat het gereedschap 15-20 min weken.
  6. Spoel het gereedschap af met veel water volgens de instructies van de fabrikant en schrob ze met een tandenborstel om ervoor te zorgen dat eventuele natriumhypochlorietresten worden verwijderd.
  7. Laat het gereedschap aan de lucht drogen.

4. R-index berekening

  1. Maak een responsmatrix voor elke vrijwilliger en voor alle hulpmiddelen (figuur 3) op basis van de responsfrequenties die worden gebruikt om de R-index te berekenen met behulp van de volgende vergelijking:
    figure-protocol-1
    OPMERKING: R-index drukt de individuele tactiele gevoeligheid uit voor elk gereedschap16. De R-index is gebaseerd op SDT17 en vertegenwoordigt een geschatte waarschijnlijkheid van het onderscheiden van een doelprikkel (d.w.z. het signaal) van een alternatieve stimulus (d.w.z. de ruis). Het signaal en de ruis komen overeen met de juiste of onjuiste identificatie van de horizontaal-verticale oriëntatie van het rooster. Er kunnen vier responsopties voor zowel signaal als ruis optreden: "horizontaal-zeker", "horizontaal-onzeker", "verticaal-onzeker" en "verticaal-zeker"16. R-indexwaarden variëren tussen 0-1. Een hogere R-indexwaarde duidt op betere discriminatie.

5. Gevoeligheid en drempelbepaling door de schattingen van de R-index

  1. Om te bepalen of een proefpersoon de oriëntatie van elk gereedschap kan onderscheiden, berekent u de cut-off met behulp van een tabel met kritische waarden voor R-index significantietests18
    OPMERKING: Gezien het huidige voorbeeld, dat overeenkomt met 36 presentaties (d.w.z. elk rooster 6 keer gepresenteerd, 3 horizontaal en 3 verticaal), is de afkapwaarde voor discriminatie ingesteld op 0,7426 volgens de eenzijdige kritische waarden van de R-index voor α = 0,0518.
  2. Als een voldoende groot aantal gereedschappen wordt gebruikt (bijvoorbeeld zes verschillende roosterafmetingen)19, leid dan schattingen van de R-indexdrempel af.
  3. Om de drempel voor elk onderwerp te berekenen, interpoleert u de twee R-indices direct onder en boven de afkapwaarde20.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Een totaal van 70 gezonde volwassenen (leeftijdscategorie = 19-33 jaar; gemiddelde leeftijd = 22,0; 52,9% vrouwen) waren betrokken bij de studie, zoals aangetoond in Appiani et al. (2020)21.

Als voorbeeld is de R-indexverdeling naar leeftijd voor vierkant 0,75 mm weergegeven in figuur 4. Elk punt vertegenwoordigt een ander onderwerp. Onderwerpen boven de stippellijn (afkapwaarde: 0,7426) zijn degenen die de oriëntatie van het rooster correc...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Er zijn weinig geldige instrumenten beschikbaar voor het meten van tactiele scherpte10,11,13,22. Von Frey-filamenten zijn een geschikte methode gebleken voor het meten van zowel de tactiele scherpte van de huid als de orale tactiele scherpte10,21,22. Deze instrumenten meten echter een andere dimensie v...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

We erkennen alle deelnemers, vrijwilligers en anderen die betrokken zijn bij het onderzoek. We zijn Sandra Stolzenbach Wæhrens en Wender Bredie (Universiteit van Kopenhagen) dankbaar voor het ontwerpen van de vierkanten die worden gebruikt in de huidige roosteroriëntatietest. Dit onderzoek werd gefinancierd door de Universiteit van Milaan, Piano di sostegno alla ricerca 2018.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Op maat gemaakte vierkantenUniversity of Reading; University of CopenhagenVierkanten van 1 cm2 van polytetrafluorethyleen (PTFE)
Desinfectieoplossing (20% natriumhypochloriet)Amuchina, Angelini S.p.A., Roma, Italië
OogmaskersVerschillende
HandschoenenVerschillende
LabjasVerschillende
Kunststof beker voor drinkwaterVerschillende
ExcelMicrosoft

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Guinard, J. X., Mazzucchelli, R. The sensory perception of texture and mouthfeel. Trends in Food Science & Technology. 7 (7), 213-219 (1996).
  2. Jeltema, M., Beckley, J., Vahalik, J. Food texture assessment and preference based on mouth behavior. Food Quality and Preference. 52, 160-171 (2016).
  3. Scott, C. L., Downey, R. G. Types of food aversions: animal, vegetable, and texture. The Journal of Psychology. 141 (2), 127-134 (2007).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Engelen, L. Oral receptors. Food Oral Processing: Fundamentals of Eating and Sensory Perception. , Blackwell Publishing Ltd. 15-38 (2012).
  9. Yackinous, C., Guinard, J. X. Relation between PROP taster status and fat perception, touch, and olfaction. Physiology & Behavior. 72 (3), 427-437 (2001).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. Abraira, V. E., Ginty, D. D. The sensory neurons of touch. Neuron. 79 (4), 618-639 (2013).
  24. 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).
  25. 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).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Oral Tactile SensitivitySpatial Tactile AcuityR Index CalculationSignal Detection TheoryTexture PerceptionSwallowing DisordersFood PreferencesTongue Sensitivity

Gerelateerde artikelen