Artykuł metodologiczny

Ocena przestrzennej wrażliwości dotykowej języka za pomocą testu orientacji siatek

DOI:

10.3791/62898

⸱

17 września 2021

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

W tym artykule

Podsumowanie

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

Ta praca ilustruje standardową procedurę i wyznaczanie progu za pomocą wskaźnika R do oceny przestrzennej wrażliwości językowej na dotyk za pomocą testu orientacji siatki.

Streszczenie

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

Indywidualne progi według szacunków wskaźnika R są obliczane za pomocą testu orientacji krat (6 różnych narzędzi zwiększających rozmiar siatki od 0,20-1,25 mm) do oceny przestrzennej wrażliwości dotykowej języka. Podczas eksperymentu badani mają zawiązane oczy i są proszeni o określenie orientacji siatki (poziomej lub pionowej) umieszczonej na języku. Indeks R opiera się na Teorii Detekcji Sygnału (SDT) i jest szacowanym prawdopodobieństwem prawidłowej identyfikacji bodźca docelowego (sygnału, np. prawidłowej orientacji) w porównaniu z bodźcem alternatywnym (szum, np. nieprawidłowa orientacja). Po obliczeniu wartości indeksu R dla każdego przedmiotu i każdego wymiaru narzędzia możliwe jest wyznaczenie indywidualnego progu poprzez interpolację dwóch indeksów R bezpośrednio poniżej i powyżej ustalonego punktu odcięcia (zwykle 75%) w oparciu o jednostronne wartości krytyczne indeksu R. Procedura ta może być pomocna w medycynie w badaniu związku między wrażliwością dotykową jamy ustnej, jasnością mowy i zaburzeniami połykania, a także w badaniach sensorycznych i konsumenckich w celu zbadania indywidualnych różnic w percepcji tekstury, preferencjach żywieniowych i zachowaniach żywieniowych.

Wprowadzenie

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

Tekstura i odczucie jedzenia odgrywają ważną rolę w lubieniu1,2,3,4, a badania wykazały różnice w postrzeganiu tekstury spowodowane takimi czynnikami, jak zachowanie podczas żucia2,5, przepływ śliny i kompozycja6,7, dostępne są ograniczone metody oceny zmienności receptorów dotykowych (mechanoreceptorów). W jamie ustnej znajdują się różne typy mechanoreceptorów znajdujących się w jamie ustnej: receptory Merkla, cylindry Ruffiniego i ciałka Meissnera8. Mechanoreceptory można podzielić na dwie grupy: wolno adaptujące się i szybko adaptujące. Powoli adaptujące się mechanoreceptory (cylindry Ruffiniego i receptory Merkla) wytwarzają sygnały w sposób ciągły podczas stymulacji. Natomiast szybko adaptujące się mechanoreceptory (ciałka Meissnera) reagują na początek i koniec stymulacji sygnałem. Ostrość dotyku różni się znacznie w zależności od powierzchni języka i między osobami, prawdopodobnie z powodu różnic we wrażliwości mechanoreceptorów. Lokalizacja i liczba mechanoreceptorów w jamie ustnej, różnice w przestrzennym ułożeniu/gęstości mechanoreceptorów (ostrość przestrzenna) lub różnice w ich wrażliwości po aktywacji mogą być przyczyną tej zmienności wewnątrz- i międzyosobniczej. Opublikowano kilka metod oceny i badań przesiewowych pod kątem zmienności wrażliwości mechanoreceptorów w jamie ustnej, w tym von Frey filaments9,10, rozpoznawanie liter11,12, testy orientacji siatki13 oraz elastyczny układ elektrod14,15. Test orientacji krat wymaga kwadratowych krat (Rysunek 1, Rysunek 2) o różnych szerokościach rowków, które należy umieścić na języku osoby z zawiązanymi oczami. Wskazują one, czy badani postrzegają kraty jako orientację poziomą czy pionową. Odpowiedzi służą do obliczania średnich progów w oparciu o zdolność badanego do rozróżnienia orientacji dla różnych rozmiarów siatki.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

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

Wszyscy uczestnicy podpisali świadomą, pisemną zgodę. Badanie to zostało zatwierdzone przez Komisję Etyczną Uniwersytetu w Mediolanie (nr 48/19) i przeprowadzone zgodnie z Deklaracją Helsińską.

1. Szkolenie eksperymentatorów

  1. Weź tarkę i przyłóż siłę 100 g do gąbki umieszczonej na skali.
    UWAGA: Zapoznaj się z Rysunek 1, aby zapoznać się ze schematem narzędzia do kratowania użytego w tym badaniu
  2. Powtórz tę procedurę co najmniej 10 razy, aby zmniejszyć różnice w sile wywieranej przez siatkę na języki badanych podczas testów, zarówno wewnątrz, jak i między eksperymentatorami.

2. Procedura oceny

UWAGA: Przeprowadź ocenę ostrości dotyku zgodnie z wymaganymi standardami zdrowia i bezpieczeństwa, aby zagwarantować bezpieczeństwo obiektu (np. maska, rękawiczki i fartuch laboratoryjny).

  1. Umieść wszystkie siatki (0,20 mm, 0,25 mm, 0,50 mm, 0,75 mm, 1,00 mm, 1,25 mm) (Rysunek 2) na stole poza zasięgiem wzroku uczestnika.
  2. Posadź uczestnika w wygodnym fotelu i poinformuj go, że w każdej chwili może opuścić eksperyment.
  3. Poinformuj uczestnika, że podczas eksperymentu zostanie mu zawiązane oczy i poproszony o wystawienie języka w wygodny i zrelaksowany sposób.
  4. Przed rozpoczęciem eksperymentu należy zapoznać badanych z procedurą przy użyciu największej siatki (1,25 mm), aby zademonstrować przyłożoną siłę (100 g przez 3 s).
  5. Poinformuj uczestników, że mogą napić się wody, kiedy tylko uznają to za stosowne.
  6. Nałóż każdą kratkę na język badanych (przednia część języka tuż wokół linii środkowej).
  7. Po każdym dotknięciu poproś badane, aby wskazały rękami orientację narzędzia (poziomą lub pionową) i stopień pewności (pewien, niepewny). Badani muszą zgadywać, jeśli nie wiedzą.
  8. Po każdym dotknięciu zapisz wszystkie odpowiedzi (poziome, pionowe, pewne, nie jestem pewien) dla każdego tematu w arkuszu kalkulacyjnym (Tabela uzupełniająca 1).
  9. Powtórz każdą kratę tyle razy, ile uzna za konieczne dla wybranego odcięcia wskaźnika R, na przykład 6 razy, 3 poziomo i 3 pionowo (Tabela uzupełniająca 1).
  10. Wysterylizuj każdą kratę po przetestowaniu każdego uczestnika (patrz sekcja 4).
    UWAGA: Język powinien delikatnie wystawać z ust bez wysiłku ze strony ochotników, aby uniknąć nadmiernego zmęczenia, które doprowadziłoby do zmiany ich wyników działania. Ważne jest, aby pamiętać, że im większa liczba powtórzeń przez kratę, tym bardziej wiarygodny jest pomiar16.

3. Protokół czyszczenia

  1. Przygotować roztwór składający się z 20 ml podchlorynu sodu (patrz tabela materiałów) rozcieńczonego w 1 l wody zgodnie z instrukcjami producenta.
  2. Ręcznie potrząsaj roztworem przez kilka sekund.
  3. Napełnij 6 filiżanek około 20 ml roztworu dezynfekującego, aby całkowicie zanurzyć każde narzędzie w roztworze.
  4. Umieść każde narzędzie w odpowiednim kubku.
  5. Pozwól narzędziom moczyć się przez 15-20 minut.
  6. Opłucz narzędzia dużą ilością wody zgodnie z instrukcjami producenta i wyszoruj je szczoteczką do zębów, aby upewnić się, że usunięto wszelkie pozostałości podchlorynu sodu.
  7. Pozostaw narzędzia do wyschnięcia na powietrzu.

4. Obliczanie wskaźnika R

  1. Utwórz macierz odpowiedzi dla każdego ochotnika i dla wszystkich narzędzi (Rysunek 3) w oparciu o częstotliwości odpowiedzi użyte do obliczenia indeksu R za pomocą następującego równania:
    figure-protocol-1
    UWAGA: R-index wyraża indywidualną czułość dotykową dla każdego narzędzia16. Indeks R- jest oparty na SDT17 i reprezentuje szacowane prawdopodobieństwo odróżnienia bodźca docelowego (tj. sygnału) od bodźca alternatywnego (tj. szumu). Sygnał i hałas odpowiadają prawidłowej lub nieprawidłowej identyfikacji orientacji poziomo-pionowej kraty. Mogą wystąpić cztery opcje odpowiedzi zarówno dla sygnału, jak i szumu: "horizontal-sure", "horizontal-unsure", "vertical-unsure" i "vertical-sure"16. Wartości wskaźnika R mieszczą się w zakresie 0-1. Wyższa wartość wskaźnika R wskazuje na lepszą dyskryminację.

5. Wyznaczanie czułości i progu na podstawie oszacowań wskaźnika R

  1. Aby określić, czy badany jest w stanie rozróżnić orientację każdego narzędzia, oblicz punkt odcięcia, korzystając z tabeli wartości krytycznych dla testów istotności wskaźnika R18
    UWAGA: Biorąc pod uwagę niniejszy przykład, odpowiadający 36 prezentacjom (tj. każda siatka przedstawiona 6 razy, 3 poziome i 3 pionowe), wartość odcięcia dla dyskryminacji jest ustawiona na 0,7426 zgodnie z jednostronnymi wartościami krytycznymi indeksu R dla α = 0,0518.
  2. Jeśli użyta jest wystarczająco duża liczba narzędzi (np. sześć różnych wymiarów siatki)19, uzyskaj oszacowania progu wskaźnika R.
  3. Aby obliczyć próg dla każdego tematu, należy interpolować dwa indeksy R znajdujące się bezpośrednio poniżej i powyżej wartości granicznej20.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

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

Łącznie 70 zdrowych dorosłych (przedział wiekowy = 19-33 lata; średni wiek = 22,0; 52,9% kobiet) było zaangażowanych w badanie, jak pokazano w Appiani et al. (2020)21.

Na przykład, rozkład R-index według wieku dla kwadratu 0,75 mm jest podany w Rysunek 4. Każdy punkt reprezentuje inny temat. Osoby znajdujące się powyżej linii przerywanej (wartość odcięcia: 0,7426) to osoby, które prawidłowo identyfikują orientację siatki (bardziej wrażliwe)...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

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

Dostępnych jest niewiele ważnych przyrządów do pomiaru ostrości dotyku 10,11,13,22. Wykazano, że włókna von Freya są odpowiednią metodą pomiaru ostrości dotyku zarówno skóry, jak i jamy ustnej 10,21,22. Jednak przyrządy te mierzą inny wymiar ostrości dotyku językowego niż test orientacji siatek

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

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

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

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

Dziękujemy wszystkim uczestnikom, ochotnikom i innym osobom zaangażowanym w badanie. Jesteśmy wdzięczni Sandrze Stolzenbach Wæhrens i Wenderowi Bredie (Uniwersytet w Kopenhadze) za zaprojektowanie kwadratów użytych w niniejszym teście orientacji krat. Badania te zostały sfinansowane przez Uniwersytet w Mediolanie, Piano di sostegno alla ricerca 2018.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Kwadraty wykonane na zamówienie,Uniwersytet w Reading; Uniwersytet w KopenhadzeKwadraty 1 cm2 z politetrafluoroetylenu (PTFE)
Roztwór dysinfencyjny (20% podchlorynu sodu)Amuchina, Angelini S.p.A., Roma, Włochy
Maski na oczyRóżne
rękawiczkiRóżne
Fartuch laboratoryjnyRóżne
Plastikowy kubek do picia wodaRóżne
ExcelMicrosoft

Bibliografia

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

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Lingual Tactile SensitivityGratings Orientation TestOral Tactile SensitivitySpatial Tactile AcuityR Index CalculationSignal Detection TheoryTexture PerceptionSwallowing DisordersFood PreferencesTongue Sensitivity

Powiązane artykuły