Percepcja dotykowa jest podstawową formą doznań przetwarzanych przez system somatosensoryczny, obejmującą percepcję haptyczną i percepcję dotykową. Pasywna percepcja dotykowa, w przeciwieństwie do aktywnej eksploracji, oznacza, że obiekt jest poruszany w celu nawiązania kontaktu ze statyczną skórą1,2. Podobnie jak w przypadku innych zmysłów, rozdzielczość przestrzenna w percepcji dotykowej, określana również jako ostrość przestrzenna dotyku, jest zazwyczaj reprezentowana przez próg dotykowy, próg detekcji lub próg dyskryminacji2,3. W ciągu ostatnich 100 lat próg dwóch punktów był powszechnie stosowany jako miara ostrości przestrzennej dotyku4. Jednak wiele badań wykazało, że próg dwóch punktów jest niewiarygodnym wskaźnikiem zdolności przestrzennej dotyku, ponieważ dyskryminacja dwóch punktów (TPD) nie pozwala wykluczyć wskazówek nieprzestrzennych (np. jeśli dwa punkty znajdują się zbyt blisko, mogą one stymulować jedno aferentne pole recepcyjne, co łatwo wywołuje zwiększoną aktywność neuronalną) oraz nie zapewnia stabilnego kryterium odpowiedzi3,4,5. Ze względu na liczbę wad TPD opracowano kilka nowych i obiecujących metod zastępczych, takich jak orientacja kratki dotykowej (GO)3,6, dyskryminacja orientacji dwóch punktów5, rozpoznawanie wypukłych liter, detekcja przerwy7, wzory kropkowe, pierścienie Landolta C8 oraz dyskryminacja kąta (AD)9,10. Obecnie, ze względu na zalety operacyjne GO, a także strukturę przestrzenną i złożoność stosowanego bodźca, metoda GO jest coraz częściej wykorzystywana do pomiaru ostrości przestrzennej dotyku11,12,13.
Choć uważa się, że dotykowa orientacja kierunku (GO) opiera się na podstawowych mechanizmach przestrzennych, dostarczając tym samym wiarygodnej miary przestrzennej ostrości dotyku, wciąż dyskutuje się nad tym, czy wyniki GO są częściowo modyfikowane przez wskazówki nieprzestrzenne14 (np. sygnały intensywności, które mogą stanowić wskazówkę do zidentyfikowania różnicy między bodźcami orientacyjnymi). Ponadto GO składa się jedynie z prostych zadań dotyczących orientacji przestrzennej (tj. poziomej i pionowej) i angażuje przede wszystkim przetwarzanie sensoryczne, co ogranicza jego zastosowanie w badaniu hierarchicznej zależności między pierwotnym przetwarzaniem dotykowym w pierwotnej korze somatosensorycznej a zaawansowanym przetwarzaniem dotykowym z udziałem tylnej kory ciemieniowej (PPC) oraz zakrętu nadbrzeżnego (SMG)15,16,17. Aby zniwelować te wady, w celu pomiaru przestrzennej ostrości dotyku opracowano test dotykowej dyskryminacji kątów (AD)9,10. W teście AD para kątów przesuwa się biernie po opuszku palca. Kąty różnią się wielkością, a badany musi określić, który z nich jest większy. Aby konsekwentnie wykonywać to zadanie, cechy przestrzenne kątów dotykowych muszą zostać odwzorowane i zapisane w pamięci roboczej, a następnie porównane i rozróżnione. Zatem dotykowe AD angażuje nie tylko pierwotne przetwarzanie, ale także zaawansowane procesy poznawcze percepcji dotykowej, takie jak pamięć robocza i uwaga.
Podobnie jak w wielu testach percepcji orientacji linii, w taktylnym AD badanemu sukcesywnie prezentuje się jeden kąt referencyjny i jeden kąt porównawczy, a następnie prosi się o wskazanie, który kąt jest większy18,19,20,21. Linie tworzące kąty mają taką samą długość i są rozmieszczone symetrycznie wzdłuż wyimaginowanej dwusiecznej. Poprzez symetryczną zmianę wymiarów przestrzennych linii można stworzyć wszystkie rodzaje wypukłych kątów płaskich. Zatem krytyczną zaletą tej metody jest to, że różnicowane kąty mają podobne struktury przestrzenne. Ponadto reprezentacja przestrzenna uzyskana w AD jest bardziej sekwencyjna niż ta uzyskiwana w GO. Niemniej jednak próg AD dostarcza dowodu, że taktylna ostrość przestrzenna jest wystarczająca, aby umożliwić dyskryminację przestrzenną między obiektami22. Co więcej, taktylna percepcja przestrzenna kąta może być doświadczana od punktu do linii, a ostatecznie formować dwuwymiarowy kąt płaski, w którym wskazówki nieprzestrzenne mogą odgrywać jedynie niewielką rolę.
Stwierdzono, że próg AD wzrasta wraz z wiekiem, co może wynikać z potrzeby dużego obciążenia poznawczego podczas taktylnego zadania AD. W związku z tym może on stanowić mechanizm monitorowania w diagnostyce zaburzeń poznawczych9,10. Chociaż wyniki AD są pod wpływem spadku funkcji związanych z wiekiem, u młodych osób można je znacząco poprawić poprzez ciągły trening lub trening z podobnymi zadaniami taktylnymi23. Co więcej, badania fMRI wykazały, że zadanie taktylne polegające na odroczonym dopasowaniu kąta (delayed match-to-sample) aktywowało określone obszary kory odpowiedzialne za pamięć roboczą, takie jak tylna kora ciemieniowa17,24. Wyniki te sugerują, że dyskryminacja kąta taktylnego jest obiecującą miarą taktylnej ostrości przestrzennej angażującej zaawansowane procesy poznawcze. W niniejszym opracowaniu szczegółowo opisano sprzęt AD oraz sposób jego użytkowania. Inni badacze zajmujący się zmysłem dotyku mogą odtworzyć sprzęt AD i wykorzystać go w swoich badaniach.
Sprzęt do badania AD dotykowego, czyli dotykowy półautomatyczny stymulator kąta pasywnego palca (TSPAS), wykorzystuje elektroniczny suwak do przekazywania pary bodźców kątowych, które przesuwają się pasywnie po skórze (Rycina 1). Ramiona badanych spoczywają wygodnie w pozycji leżącej na blacie stołu. Prawa dłoń spoczywa na płytce dla dłoni wbudowanej w stół, a opuszka palca wskazującego znajduje się nieco poniżej otworu w płytce. Oprogramowanie komputerowe steruje suwakiem, umożliwiając jego przemieszczanie z określoną prędkością oraz w przód i w tył. Gdy suwak przesuwa się do przodu, bodźce kątowe przesuwają się pasywnie po skórze ze stałą prędkością, zaczynając od koniuszka palca. Kiedy suwak wraca do pozycji wyjściowej i zmienia się na inną parę bodźców kątowych, badany musi unieść palec wskazujący i poczekać na polecenie, aby ponownie delikatnie przyłożyć go do otworu. W ten sposób urządzenie dostarcza dotykowe bodźce kątowe przy kontrolowanej prędkości, stabilnym czasie kontaktu i stałym odstępie między bodźcami. Badany podaje ustnie numer sekwencji, który eksperymentator rejestruje jako odpowiedź, a następnie przechodzi do kolejnej próby.

Rysunek 1: Przegląd systemu TSPAS.
Urządzenie składa się z czterech części: 1) bodźców kątami dotykowymi (tj. kąta referencyjnego i dziesięciu kątów porównawczych); 2) płytki pod dłoń, która unieruchamia dłoń badanego i zapewnia kontakt z bodźcami tylko palca wskazującego; 3) elektronicznego suwaka, który przenosi bodźce dotykowe; oraz 4) systemu sterowania za pomocą komputera osobistego (PC), który kontroluje prędkość i dystans ruchu elektronicznego suwaka. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.