Name: Pomiar progu detekcji drgań i ostrości przestrzennej dotyku u ludzi (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-09-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 32 s
Description: Poznaj metody psychofizyczne do pomiaru progu detekcji drgań i ostrości przestrzennej dotyku u ludzi. Techniki te dostarczają ilościowych danych o profilach mechanosensorycznych z zastosowaniem klinicznym i badawczym.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Badania i rozwój prowadzący do wyżej opisanego testu wibracji były finansowane przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych (ERC, ADG 294678) oraz Niemiecką Radę ds. Badań Naukowych (grant, SFB665). Podziękowania należą się personelowi technicznemu i pomocniczemu Centrum Max-Delbrück, panu R. Fischerowi, panu B. Neumannowi i panu M. Pflaume, którzy udzielili nieocenionej pomocy przy projekcie.

Protokół badania został zatwierdzony przez Komisję Bioetyczną Charité-Universitätsmedizin.
1. Próg wykrywania drgań (VDT)
<ol>
	<li>Montaż urządzenia i protokołu testowania – testowanie wstępne
	<ol>
		<li>Zmontuj elementy urządzenia zgodnie z rysunkiem 1A. Połóż na stole deskę o gładkiej powierzchni (40 cm x 80 cm). Umieść mosiężny pręt na tablicy.</li>
		<li>Podłączyć siłownik piezoelektryczny (stymulator drgań) do jednostki sterującej.</li>
		<li>Podłącz skrzynkę odpowiedzi i urządzenie monitorujące do systemu akwizycji danych (patrz plik kodu uzupełniającego).</li>
		<li>Podłącz system akwizycji danych do komputera (lub laptopa) i do sterownika siłownika piezoelektrycznego.</li>
		<li>Przykręć wykonaną na zamówienie sondę stymulującą do ruchomej części siłownika piezoelektrycznego (szczegółowe informacje na temat sondy znajdują się w Materiałach).</li>
		<li>Zamontuj siłownik piezoelektryczny z sondą na odciążonym mosiężnym pręcie.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Protokół testowy
	<ol>
		<li>Skrypt protokołu testowego, który implementuje metodę wymuszonego wyboru i przekształcenia reguły w górę i w dół z dwoma interwałami. Zobacz plik kodu uzupełniającego, aby uzyskać konspekt skryptu.</li>
		<li>Skonstruuj kształt fali bodźca wibracyjnego jako falę sinusoidalną i określ czas trwania bodźca, charakterystykę narastania i opadania.
		<ol>
			<li>Otwórz oprogramowanie (np. LabChart). Wybierz opcję Setup > Stimulator (Stymulator).</li>
			<li>Wybierz niestandardowy kształt fali i skonfiguruj opcje stymulatora. Utwórz 2 przebiegi bodźców odnoszące się do każdego interwału (stim1 i stim2). 
			UWAGA: Przebieg stim1 składa się z 3 części: opóźnienia 4 sekund, po którym następuje fala sinusoidalna 1,8 sekundy i opóźnienie 1,8 sekundy (brak bodźca). Stim kształtu fali 2 składa się z 3 części: opóźnienia 4 s, po którym następuje opóźnienie 1,8 sekundy (brak bodźca) i fali sinusoidalnej 1,8 sekundy.</li>
			<li>Dla przebiegu sinusoidalnego utwórz nowe zmienne parametry dla częstotliwości i amplitudy. Zmodyfikuj funkcję fali sinusoidalnej, wprowadzając następujące funkcje do narastania i opadania. 
			Przebieg narastania: (1-e-bt)∙Amplituda∙sinus (częstotliwość), b = 9,1 
			Przebieg spadku: (e-bt)∙Amplituda∙sinus (częstotliwość), b = 9,1</li>
			<li>W panelu danych wykresu laboratoryjnego utwórz zestaw 35 wyjść napięciowych odnoszących się do 35 intensywności (lub poziomów) amplitudy bodźca wibracyjnego. Patrz tabela 1.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Ustaw początkową/domyślną amplitudę bodźca drgań dla badanej częstotliwości drgań w skrypcie makra dla procedury testowej (patrz sekcja z plikiem kodu uzupełniającego).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotowanie i szkolenie przedmiotów – sesja testowa
	<ol>
		<li>Poinformuj osoby badane o procedurze testowej i poproś ich o podpisanie pisemnego formularza zgody. Aby zapewnić anonimowość i spełnić wymogi ochrony danych, przypisz każdemu uczestnikowi numer.</li>
		<li>Posadź badanych wygodnie w cichym pomieszczeniu w temperaturze od 20 do 30 °C. Poinstruuj ich o teście w prosty i jasny sposób, aby badany wiedział, czego może się spodziewać podczas testu.</li>
		<li>Umieść ramię osoby badanej na tablicy. Wyłóż mały palec ciastem medycznym, aby zminimalizować ruch. Umieść mosiężny pręt na płytce, aby umieścić sondę na małym palcu badanej ręki tuż pod łożyskiem paznokcia. Zapewnij prawidłowy kontakt sondy ze skórą i ustaw sondę w pozycji poziomej za pomocą poziomu wody. Unikaj kontaktu skóry z krawędziami okrągłej płaskiej sondy. 
		UWAGA: Gwarantuje to, że płaska powierzchnia sondy nakłada około 30 g (0,3 N) na powierzchnię skóry. Ostre krawędzie mogą prowadzić do obniżenia progów wykrywalności. Duża masa mosiężnej belki zapobiega przenoszeniu rozpraszających drgań z otoczenia na urządzenie i minimalizuje rozpraszanie przyłożonej fali sinusoidalnej.</li>
		<li>Przed przystąpieniem do testowania należy zapoznać uczestników z konfiguracją. W zależności od częstotliwości testowej, przedstaw zarówno łatwy (poziom 23), jak i trudny (poziom 7) do postrzegania bodziec wibracyjny, zmieniając amplitudę, aż badany dostrzeże wibrację, aby upewnić się, że procedura eksperymentalna jest zrozumiała.</li>
		<li>Jeśli to konieczne, zresetuj początkową (domyślną) amplitudę na wybranej częstotliwości, tak aby badany mógł łatwo wykryć bodziec po rozpoczęciu protokołu testowego (patrz 1.2.3).</li>
		<li>Zminimalizuj interakcje między uczestnikiem a egzaminatorem podczas testu.</li>
		<li>Rozpocznij test, uruchamiając skrypt, który używa dwualternatywnej procedury wymuszonego wyboru z metodą adaptacyjną góra-dół22. 
		UWAGA: Działania w wersjach 1.3.7-1.3.12 są automatyzowane przez skrypt programu.</li>
		<li>W każdym badaniu losowo podawaj bodziec wibracyjny w jednym z dwóch interwałów, które są wizualnie wskazane badanemu jako "1" i "2" na ekranie monitora (Rysunek 1B). Niech badany wskaże, czy pierwszy lub drugi sekwencyjny interwał zawierał bodziec wibracyjny, naciskając jeden z dwóch przycisków "1" lub "2" w polu odpowiedzi. Niech badany zgadnie, jeśli nie jest pewien, kiedy bodziec zostanie przedstawiony. 
		UWAGA: Technika wymuszonego wyboru wymaga, aby badany reagował nawet wtedy, gdy wibracje nie są odczuwalne.</li>
		<li>W serii prób, która składa się z 6 do maksymalnie 9 pojedynczych prób, powtórz ten sam bodziec wibracyjny na jednym poziomie amplitudy co najmniej sześć razy z rzędu. Jeśli wszystkie odpowiedzi są poprawne, zmniejsz poziom intensywności bodźca (reguła w dół) dla kolejnej serii prób.</li>
		<li>Opierając się na regule decyzyjnej metody adaptacyjnej (operatory logiczne w skrypcie), przyznaj badanemu więcej prób tej samej intensywności bodźca, jeśli badany popełnia błędy w serii prób. Zmniejsz intensywność bodźca, jeśli bodziec został prawidłowo zidentyfikowany w co najmniej 5 próbach i nieprawidłowo w mniej niż 2 próbach.</li>
		<li>Zwiększ poziom bodźca, jeśli badany udzieli 2 nieprawidłowych odpowiedzi w serii prób lub więcej niż jednej nieprawidłowej odpowiedzi i mniej niż 5 prawidłowych odpowiedzi.</li>
		<li>Udokumentuj zmianę kierunku intensywności bodźca, jako punkt odwrócenia. Zmień intensywność bodźca zgodnie z numerem punktu odwrócenia: przed trzecim punktem odwrócenia o 4 poziomy intensywności; w 3.punkcie odwrócenia o 2 poziomy intensywności; w przeciwnym razie o 1 poziom (więcej szczegółów można znaleźć w pliku kodu uzupełniającego i rysunku 4B).</li>
		<li>Zakończ test, gdy badany wykona w sumie 8 odwróceń.</li>
		<li>Oblicz VDT, biorąc medianę wartości amplitudy bodźca z ostatnich 6 odwróceń.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Test ostrości dotykowej i przestrzennej
<ol>
	<li>Określ ostrość dotyku za pomocą dwualternatywnego testu orientacji siatki wymuszonego wyboru za pomocą kostki ostrości dotyku (TAC). TAC składa się z 6 boków, z których każdy zawiera kratę (pręt i rowek) o szerokości 0,75 mm, 1,25 mm, 1,75 mm, 3,0 mm, 4,5 mm i 6,0 mm.</li>
	<li>Posadź pacjentów w cichym pomieszczeniu w temperaturze od 20 do 30 °C i poinstruuj ich, jak wykonać zadanie.</li>
	<li>Podczas eksperymentu zawiąż oczy badanym za pomocą osłoniętych okularów. Połóż dominującą rękę na stole powierzchnią dłoniową skierowaną do góry.</li>
	<li>Podczas każdej próby należy nałożyć TAC na opuszkę palca w jednej z dwóch orientacji siatki: pionowo (kierunek równoległy) lub poziomo (kierunek poprzeczny) wyrównanej do długiej osi palca. Losowo wybierz kolejność orientacji siatki dla każdej próby.</li>
	<li>Przyłóż kratki TAC na 2 sekundy do opuszki palca wskazującego tak, aby kostka wywierała cały swój ciężar na palec (233 g). Unikaj naciskania przycisku TAC na opuszkę palca.</li>
	<li>Poproś badanych, aby określili orientację wyrównania, zanim sześcian zostanie usunięty z ich palca.</li>
	<li>Unikaj ruchu palca uczestnika, ponieważ może on stanowić wskazówkę do orientacji. Odrzuć próbę, jeśli eksperymentator wyczuje, że palec się poruszył. 
	UWAGA: Należy pamiętać, że małe ruchy palców mogą nie zostać wykryte przez eksperymentatora podczas procedury.</li>
	<li>Zastosuj metodę adaptacyjną "dwa w dół i jeden w górę" w algorytmie klatki schodowej.</li>
	<li>Zacznij od największej kraty, 6,0 mm.</li>
	<li>Zmniejsz szerokość kraty po dwóch prawidłowych określeniach orientacji (prawidłowa odpowiedź).</li>
	<li>Przetestuj następną, mniejszą szerokość i kontynuuj regułę krokową, dopóki badany nie udzieli nieprawidłowej odpowiedzi i udokumentuj szerokość siatki jako punkt odwrócenia.</li>
	<li>Ponownie stopniowo zwiększaj szerokość kraty, aż obie orientacje szerokości zostaną ponownie prawidłowo określone.</li>
	<li>Zakończ test po wykonaniu trzynastu odwróceń.</li>
	<li>Oblicz próg orientacji siatki dotykowej, biorąc medianę szerokości siatki z ostatnich 10 odwróceń.</li>
</ol>

<ol><li>Poole, K., Herget, R., Lapatsina, L., Ngo, H. D., Lewin, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tuning+Piezo+ion+channels+to+detect+molecular-scale+movements+relevant+for+fine+touch%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Tuning Piezo ion channels to detect molecular-scale movements relevant for fine touch.</a> Nat Commun. 5, 3520(2014).</li>
<li>Lechner, S. G., Lewin, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hairy+sensation%5BTitle%5D)+AND+%22Physiology+%28Bethesda%29%22%5BJournal%5D)">Hairy sensation.</a> Physiology (Bethesda). 28 (3), 142-150 (2013).</li>
<li>Heidenreich, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((KCNQ4+K%28%2B%29+channels+tune+mechanoreceptors+for+normal+touch+sensation+in+mouse+and+man%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">KCNQ4 K(+) channels tune mechanoreceptors for normal touch sensation in mouse and man.</a> Nat Neurosci. 15 (1), 138-145 (2012).</li>
<li>Mountcastle, V. B., Talbot, W. H., Darian-Smith, I., Kornhuber, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+basis+of+the+sense+of+flutter-vibration%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Neural basis of the sense of flutter-vibration.</a> Science. 155 (3762), 597-600 (1967).</li>
<li>Bolanowski, S. J. Jr, Gescheider, G. A., Verrillo, R. T., Checkosky, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Four+channels+mediate+the+mechanical+aspects+of+touch%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Acoust.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">Four channels mediate the mechanical aspects of touch.</a> J. Acoust. Soc. Am. 84 (5), 1680-1694 (1988).</li>
<li>Johansson, R. S., Vallbo, A. A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+tactile+stimuli.+Thresholds+of+afferent+units+related+to+psychophysical+thresholds+in+the+human+hand%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Detection of tactile stimuli. Thresholds of afferent units related to psychophysical thresholds in the human hand.</a> J Physiol. 297 (1), 405-422 (1979).</li>
<li>Frenzel, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Genetic+Basis+for+Mechanosensory+Traits+in+Humans%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biol%22%5BJournal%5D)">A Genetic Basis for Mechanosensory Traits in Humans.</a> PLoS Biol. 10 (5), (2012).</li>
<li>Van Boven, R. W., Johnson, K. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+limit+of+tactile+spatial+resolution+in+humans%3A+grating+orientation+discrimination+at+the+lip%2C+tongue%2C+and+finger%5BTitle%5D)+AND+%22Neurology%22%5BJournal%5D)">The limit of tactile spatial resolution in humans: grating orientation discrimination at the lip, tongue, and finger.</a> Neurology. 44 (12), 2361-2366 (1994).</li>
<li>Haseleu, J., Omerbašić, D., Frenzel, H., Gross, M., Lewin, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water-induced+finger+wrinkles+do+not+affect+touch+acuity+or+dexterity+in+handling+wet+objects%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Water-induced finger wrinkles do not affect touch acuity or dexterity in handling wet objects.</a> PLoS ONE. 9 (1), e84949(2014).</li>
<li>Bensmaia, S. J., Hsiao, S. S., Denchev, P. V., Killebrew, J. H., Craig, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+tactile+perception+of+stimulus+orientation%5BTitle%5D)+AND+%22Somatosens+Mot+Res%22%5BJournal%5D)">The tactile perception of stimulus orientation.</a> Somatosens Mot Res. 25 (1), 49-59 (2008).</li>
<li>Poole, K., Moroni, M., Lewin, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensory+mechanotransduction+at+membrane-matrix+interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Pflugers+Arch%22%5BJournal%5D)">Sensory mechanotransduction at membrane-matrix interfaces.</a> Pflugers Arch. , (2014).</li>
<li>Schrenk-Siemens, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PIEZO2+is+required+for+mechanotransduction+in+human+stem+cell-derived+touch+receptors%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">PIEZO2 is required for mechanotransduction in human stem cell-derived touch receptors.</a> Nat. Neurosci. , (2014).</li>
<li>Woo, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezo2+is+required+for+Merkel-cell+mechanotransduction%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Piezo2 is required for Merkel-cell mechanotransduction.</a> Nature. 509 (7502), 622-626 (2014).</li>
<li>Ranade, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezo2+is+the+major+transducer+of+mechanical+forces+for+touch+sensation+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Piezo2 is the major transducer of mechanical forces for touch sensation in mice.</a> Nature. 516 (7529), 121-125 (2014).</li>
<li>Wetzel, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+stomatin-domain+protein+essential+for+touch+sensation+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A stomatin-domain protein essential for touch sensation in the mouse.</a> Nature. 445 (7124), 206-209 (2007).</li>
<li>McMillin, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mutations+in+PIEZO2+cause+Gordon+syndrome%2C+Marden-Walker+syndrome%2C+and+distal+arthrogryposis+type+5%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Hum.+Genet%22%5BJournal%5D)">Mutations in PIEZO2 cause Gordon syndrome, Marden-Walker syndrome, and distal arthrogryposis type 5.</a> Am. J. Hum. Genet. 94 (5), 734-744 (2014).</li>
<li>Gandhi, M. S., Sesek, R., Tuckett, R., Bamberg, S. J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progress+in+vibrotactile+threshold+evaluation+techniques%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hand+Ther%22%5BJournal%5D)">Progress in vibrotactile threshold evaluation techniques: a review.</a> J Hand Ther. 24 (3), 240-255 (2011).</li>
<li>Güçlü, B., Bolanowski, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vibrotactile+thresholds+of+the+Non-Pacinian+I+channel%3A+I.+Methodological+issues%5BTitle%5D)+AND+%22Somatosens+Mot+Res%22%5BJournal%5D)">Vibrotactile thresholds of the Non-Pacinian I channel: I. Methodological issues.</a> Somatosens Mot Res. 22 (1-2), 49-56 (2005).</li>
<li>Lindsell, C. J., Griffin, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normative+vibrotactile+thresholds+measured+at+five+European+test+centres%5BTitle%5D)+AND+%22Int+Arch+Occup+Environ+Health%22%5BJournal%5D)">Normative vibrotactile thresholds measured at five European test centres.</a> Int Arch Occup Environ Health. 76 (7), 517-528 (2003).</li>
<li>Morioka, M., Griffin, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dependence+of+vibrotactile+thresholds+on+the+psychophysical+measurement+method%5BTitle%5D)+AND+%22Int+Arch+Occup+Environ+Health%22%5BJournal%5D)">Dependence of vibrotactile thresholds on the psychophysical measurement method.</a> Int Arch Occup Environ Health. 75 (1-2), 78-84 (2002).</li>
<li>Tannan, V., Dennis, R., Tommerdahl, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+device+for+delivering+two-site+vibrotactile+stimuli+to+the+skin%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">A novel device for delivering two-site vibrotactile stimuli to the skin.</a> J. Neurosci. Methods. 147 (2), 75-81 (2005).</li>
<li>Zwislocki, J. J., Relkin, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+a+psychophysical+transformed-rule+up+and+down+method+converging+on+a+75%25+level+of+correct+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">On a psychophysical transformed-rule up and down method converging on a 75% level of correct responses.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98 (8), 4811-4814 (2001).</li>
<li>Gescheider, G. A., Bolanowski, S. J., Pope, J. V., Verrillo, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+four-channel+analysis+of+the+tactile+sensitivity+of+the+fingertip%3A+frequency+selectivity%2C+spatial+summation%2C+and+temporal+summation%5BTitle%5D)+AND+%22Somatosens+Mot+Res%22%5BJournal%5D)">A four-channel analysis of the tactile sensitivity of the fingertip: frequency selectivity, spatial summation, and temporal summation.</a> Somatosens Mot Res. 19 (2), 114-124 (2002).</li>
<li>Kuroki, S., Watanabe, J., Nishida, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contribution+of+within-+and+cross-channel+information+to+vibrotactile+frequency+discrimination%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Contribution of within- and cross-channel information to vibrotactile frequency discrimination.</a> Brain Res. 1529, 46-55 (2013).</li>
<li>Levitt, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transformed+up-down+methods+in+psychoacoustics%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Acoust.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">Transformed up-down methods in psychoacoustics.</a> J. Acoust. Soc. Am. 49 (2), (1971).</li>
<li>International Organization for Standardization. Mechanical vibration-Vibrotactile perception thresholds for the assessment of nerve dysfunction-Part 1: Methods of measurement at the fingertips. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ISO+13091-1%22">ISO 13091-1</a>. , Geneva, Swizerland. (2001).</li>
<li>International Organization for Standardization. Mechanical vibration-Vibrotactile perception thresholds for the assessment of nerve dysfunction-Part 2: Analysis and interpretation of measurements at the fingertips. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ISO+13091-2%22">ISO 13091-2</a>. , Geneva, Switzerland. (2003).</li>
<li>Holden, J. K., Nguyen, R. H., Francisco, E. M., Zhang, Z., Dennis, R. G., Tommerdahl, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+device+for+the+study+of+somatosensory+information+processing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">A novel device for the study of somatosensory information processing.</a> J Neurosci Methods. 204 (2), 215-220 (2012).</li>
<li>Güçlü, B., Oztek, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tactile+sensitivity+of+children%3A+effects+of+frequency%2C+masking%2C+and+the+non-Pacinian+I+psychophysical+channel%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Child+Psychol%22%5BJournal%5D)">Tactile sensitivity of children: effects of frequency, masking, and the non-Pacinian I psychophysical channel.</a> J Exp Child Psychol. 98 (2), 113-130 (2007).</li>
<li>Cohen, J. C., Makous, J. C., Bolanowski, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Under+which+conditions+do+the+skin+and+probe+decouple+during+sinusoidal+vibrations%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Under which conditions do the skin and probe decouple during sinusoidal vibrations?</a> Exp Brain Res. 129 (2), 211-217 (1999).</li>
<li>Makous, J. C., Gescheider, G. A., Bolanowski, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+static+indentation+on+vibrotactile+threshold%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Acoust.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">The effects of static indentation on vibrotactile threshold.</a> J. Acoust. Soc. Am. 99 (5), 3149-3153 (1996).</li>
<li>Goldreich, D., Kanics, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tactile+Acuity+is+Enhanced+in+Blindness%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Tactile Acuity is Enhanced in Blindness.</a> J. Neurosci. 23 (8), 3439-3445 (2003).</li>
<li>Peters, R. M., Goldreich, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tactile+Spatial+Acuity+in+Childhood%3A+Effects+of+Age+and+Fingertip+Size%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Tactile Spatial Acuity in Childhood: Effects of Age and Fingertip Size.</a> PLoS One. 8 (12), (2013).</li>
<li>Tong, J., Mao, O., Goldreich, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-point+orientation+discrimination+versus+the+traditional+two-point+test+for+tactile+spatial+acuity+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Hum+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Two-point orientation discrimination versus the traditional two-point test for tactile spatial acuity assessment.</a> Front Hum Neurosci. 7, 579(2013).</li>
<li>Goldreich, D., Wong, M., Peters, R. M., Kanics, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Tactile+Automated+Passive-Finger+Stimulator+%28TAPS%29%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">A Tactile Automated Passive-Finger Stimulator (TAPS).</a> J Vis Exp. (28), (2009).</li>
<li>Coste, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezo+proteins+are+pore-forming+subunits+of+mechanically+activated+channels%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Piezo proteins are pore-forming subunits of mechanically activated channels.</a> Nature. 483 (7388), 176-181 (2012).</li>
<li>Martinez-Salgado, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stomatin+and+Sensory+Neuron+Mechanotransduction%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Stomatin and Sensory Neuron Mechanotransduction.</a> J Neurophysiol. 98 (6), 3802-3808 (2007).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Techniki stosowane do oceny VDT różnią się pod względem specyfikacji urządzenia, sprzętu i protokołów testowych. Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna określa metody i procedury analizy i interpretacji progów wibrodotykowych, w tym zalecenia dotyczące różnych elementów wibrometru (ISO 13091-1 i 226,27) Opisany system testowy jest zgodny z odpowiednimi zaleceniami ISO dotyczącymi zakresu częstotliwości badania (4-125 Hz), metody (wariant schodów góra-dół i wybór wymuszony), rozmiaru sondy (gładka krawędź, p...

Wyspecjalizowane receptory mechanosensoryczne w skórze pośredniczą w percepcji wibracji i orientacji siatki. Każdy typ receptora mechanosensorycznego jest dostrojony do wykrywania odrębnych cech bodźców dotykowych1,2. Właściwość ta stanowi psychofizyczną podstawę do zróżnicowanej oceny funkcji mechanosensorycznych za pomocą testów, które dostarczają prostych oscylacji sinusoidalnych (wibracji) lub drobnych siatek. Wiadomo, że psychofizyczne progi percepcji drgań są niższe dla drgań o wysokiej niż niskiej częstotliwości3,4. Dwa typy szybko adaptujących się mechanoreceptorów związanych z ciałkami Meissnera i Paciniana wykrywają przede wszystkim bodźce wibracyjne o niskiej (10-40 Hz) i wysokiej (100-200 Hz) częstotliwości, odpowiednio5. Uważa się, że psychofizyczne progi percepcji wibracji opierają się w znacznym stopniu na aktywacji tych dwóch zestawów mechanoreceptorów przy ich najlepszych częstotliwościach6,7. Ostrość przestrzenna dotyku jest testowana za pomocą zadania orientacji siatki w celu określenia najdrobniejszej siatki, której orientacja może być rozróżniona przez osobębadaną 7-9. Aferenty kompleksu komórkowo-neurytowego Merkla są niezbędne do wykrywania orientacji siatki8,10. Co ciekawe, w ostatnim czasie nastąpił znaczny postęp w naszym zrozumieniu molekularnych podstaw tego, w jaki sposób mechanoreceptory wykrywają bardzo małe bodźce dotykowe11. Mechanowrażliwe kanały jonowe, takie jak Piezo2 i modulatory, takie jak STOML3, są bezpośrednio zaangażowane w wykrywanie delikatnych bodźców dotykowych w receptorach dotykowych12-15. U pacjentów zidentyfikowano już mutacje zmieniające funkcję genu Piezo2 i ważne będzie sprawdzenie, czy tacy pacjenci mają deficyty dotyku16. 
Określenie progu wibrodotykowego polega na dostarczeniu bodźca wibracyjnego do skóry. Progi wykrywania drgań różnią się w zależności od częstotliwości drgań. Częstotliwość drgań do krzywych progu detekcji zostały opisane między innymi przez von Bekeseya, Verillo i Bolanowskiego od lat 30. do lat 90. XXwieku5,17. Urządzenia na początku były oparte na shakerach i wzmacniaczach mocy, a kilka urządzeń zostało skomercjalizowanych i istnieje wiele różnic co do wyboru stymulatora (częstotliwość testowania), średnicy sondy w kontakcie ze skórą, zastosowania obudowy w celu ograniczenia stymulacji do jednego obszaru skóry, oraz protokół testowania, który określa próg (zobacz poniższe odniesienia, aby uzyskać bardziej szczegółowe informacje na temat urządzenia i funkcji testowania)18-20. Większość urządzeń zwykle testuje jedną witrynę; Istnieją jednak nowe urządzenia, które wykorzystują stymulatory przemieszczenia pionowego wyposażone w 2 sondy do dostarczania bodźców wibracyjnych o zakresach separacji, które można zmieniać21. Również progi detekcji są mierzone na podstawie częstotliwości drgań lub dyskryminacji intensywności przy ciągłej stymulacji; lub z przerywanymi bodźcami wibracyjnymi z bodźcem maskującym lub bez niego. Dlatego zalecamy, aby czytelnik był świadomy mnogości osiągnięć w tej dziedzinie. 
Tutaj opisujemy elementy urządzenia i krok po kroku instrukcję, jak przeprowadzać testy psychofizyczne, aby oszacować próg wykrywania drgań u ludzi. Następnie pokazujemy, jak ręcznie ocenić ostrość dotyku za pomocą kostki ostrości dotykowej. Używamy paradygmatu dwuinterwałowego wymuszonego wyboru: bodziec jest zawsze prezentowany w jednym z dwóch interwałów, a badany musi wskazać, w którym przedziale występuje bodziec wibracyjny. Stosujemy regułę transformowaną w górę i w dół jako metodę adaptacyjną, która wykonuje wyszukiwanie progowe poprzez zmianę intensywności bodźca w oparciu o wydajność podczas testu. Oba protokoły psychofizyczne mogą być wykorzystywane przez badaczy jako narzędzie przesiewowe do oceny zmian we wrażliwości na dotyk.

<table><tbody><tr><td>Siłownik piezoelektryczny</td><td>Physik Instrument, Niemcy</td><td>P-602.1L</td><td>Liniowy siłownik piezoelektryczny, ze zintegrowanym czujnikiem położenia i wzmacniaczem ruchu, zawiera materiał piezoceramiczny, który wydłuża się i kurczy po przyłożeniu napięcia. Siłownik piezoelektryczny porusza się z prędkością do 100 &mikro;m. Siłownik jest wyposażony w prowadnicę zginającą, która zapewnia prosty ruch bez przechylania lub przesunięcia bocznego. Przemieszczenie jest liniowe, a kalibracja jest wykonywana i sprawdzana przez producenta. Zaleca się sprawdzenie ruchu sondy w osi pod mikroskopem. Jak podaje producent, amplituda bodźca tłumi o mniej niż 20% przy częstotliwościach oscylacyjnych 1000 Hz. Można to sprawdzić za pomocą urządzenia do pomiaru siły lub przemieszczenia (np. przetwornika siły firmy Kleindiek).</td></tr><tr><td>Wzmacniacz piezoelektryczny/kontroler serwo</td><td>Physik Instrument, Niemcy</td> Wzmacniacz/sterownik <td>E-665 E-665</td><td>napędza i steruje przemieszczeniem niskonapięciowego siłownika piezoelektrycznego w układzie ze sprzężeniem zwrotnym położenia czujnika (czujniki SGS). Serwosterownik zapewnia możliwość pracy w pętli zamkniętej. Przy zastosowaniu bodźców sinusoidalnych i oscylacyjnych sygnał amplitudy odchyla się od ustawionej amplitudy począwszy od 500 Hz i osiąga maksymalny spadek o 20% przy 1000 Hz. &nbsp;</td></tr><tr><td>LabChart Software</td><td>ADInstruments, USA</td><td>LabChart 7, MLU60/8</td><td>Może tworzyć, przechowywać i uruchamiać makro algorytmu testowania psychofizycznego.&nbsp;</td></tr><tr><td>Sprzęt do akwizycji</td> danych <td>PowerLab</td><td>4/35 PL3504</td><td>. Używany z oprogramowaniem LabChart.</td></tr><tr><td>Pręt mosiężny</td><td>Wykonany</td><td></td> na zamówienie <td>pręt wykonany z czystego mosiądzu, waży 15,5 kg. Gdy siłownik peizoelektryczny jest zamontowany na mosiężnym pręcie, powinien wywierać siłę o masie 30 g na powierzchnię skóry.</td></tr><tr><td>Monitor</td><td>wykonany na</td><td></td> zamówienie <td>Aby oznaczyć 1. i 2. interwał. Monitor wskazuje badanemu przedziały czasowe, w których bodziec może być prezentowany.</td></tr><tr><td>Pole odpowiedzi</td><td>Wykonane</td><td></td> na zamówienie <td>Temat wskazuje interwał, w którym wystąpił bodziec.&nbsp;</td></tr><tr><td>Wyżywienie&nbsp;</td><td>Wykonana</td><td></td> na zamówienie <td>górna powierzchnia powinna być gładka (tworzywo sztuczne), dolna powierzchnia wykonana z pianki, aby zapobiec przenoszeniu rozproszonych wibracji na stymulującą powierzchnię.</td></tr><tr><td>Sonda</td><td>wykonana na</td><td></td> zamówienie <td>Płaska sonda okrągła z wygładzonymi krawędziami (materiał termoplastyczny) przymocowana do łba. Śruba powinna mieć odpowiednią wielkość, aby można ją było dokręcić bezpośrednio do ruchomej części siłownika piezoelektrycznego. Rozmiar sondy może być zgodny z preferencjami; w naszym przypadku średnica 8,21 mm i powierzchnia 52,9 mm2.</td></tr><tr><td>Labchart Script</td><td></td><td></td><td>Można wysłać na życzenie. Zobacz plik z kodem uzupełniającym.&nbsp;</td></tr><tr><td>Kostka ostrości dotyku</td><td>MedCore</td><td></td><td>Kostka składa się z 6 boków, z których każdy zawiera kratę (pręt i rowek) o szerokościach 0,75, 1,25, 1,75, 3,0, 4,5 i 6,0 mm.</td></tr></tbody></table>

pomiar progu detekcji drgań i ostrości przestrzennej dotyku u ludzi

Measurement of Vibration Detection Threshold and Tactile Spatial Acuity in Human Subjects

Testy, które pozwalają na precyzyjne określenie progów psychofizycznych dla orientacji wibracji i siatki, dostarczają cennych informacji o funkcjach mechanosensorycznych, które są istotne dla diagnozy klinicznej, jak również dla badań podstawowych. W tym miejscu opisujemy dwa testy psychofizyczne, których celem jest określenie progu detekcji drgań (system automatyczny) oraz ostrości dotykowej w przestrzeni (urządzenie przenośne). Obie procedury implementują dwuinterwałowy paradygmat wymuszonego wyboru i eksperymentalnego paradygmatu transformowanej reguły w górę i w dół. Testy te wykorzystano do uzyskania profili mechanosensorycznych dla osób z różnych kohort ludzkich, takich jak bliźnięta lub osoby z głuchotą czuciowo-nerwową.

Aktuator piezoelektryczny dostarcza bodziec wibracyjny badanemu. Bodziec wibracyjny trwa łącznie 1,8 sec i jest prezentowany tylko raz podczas próby, w pierwszym lub drugim interwale (Rysunek 2A). Czas narastania i opadania na początku i na końcu bodźca jest określany odpowiednio przez funkcje (1-e-bt)∙Amplitude∙sine(frequency) oraz (e-bt)∙Amplitude∙sine(frequency), gdzie b wynosi 9,1. Czas narastania i opadania na początku i na końcu wynoszą odpowie...

Tutaj prezentujemy protokoły do określania progów wykrywania drgań i ostrości dotyku za pomocą metod psychofizycznych u człowieka.

Pomiar progu detekcji drgań i ostrości przestrzennej dotyku u ludzi

Tests that allow the precise determination of psychophysical thresholds for vibration and grating orientation provide valuable information about ...

Ogólnym celem tej procedury psychofizycznej jest wyznaczenie progu detekcji wibracji w zakresie przestrzennej czułości dotykowej. Metoda ta pozwala na postawienie interesujących pytań z zakresu medycyny zmysłów w oparciu o fizjologię, w szczególności w odniesieniu do zmysłu dotyku. Główną zaletą tej metody jest możliwość uzyskania ilościowych informacji na temat profilów mechanorecepcyjnych u osób badanych, co może znaleźć zastosowanie zarówno w diagnostyce klinicznej, jak i w badaniach podstawowych.Metodę tę zastosowaliśmy po raz pierwszy w badaniu bliźniąt, aby sprawdzić, czy cechy związane z dotykiem u ludzi są dziedziczne. Wizualna prezentacja tej metody jest kluczowa, ponieważ zarówno opis procedury, jak i zastosowana przez nas metoda adaptacyjna są złożone. Rozpocznij montaż komponentów urządzenia, kładąc na stole gładką płytę o wymiarach 40 cm na 80 cm.Następnie umieść mosiężny pręt na tej płytce. Po tym przygotuj jednostkę sterującą. W następnej kolejności podłącz moduł odpowiedzi oraz urządzenie monitorujące do systemu akwizycji danych.Następnie przykręć wykonaną na zamówienie sondę stymulującą do ruchomej części aktuatora piezoelektrycznego. Na koniec zamontuj aktuator pi

measurement-vibration-detection-threshold-tactile-spatial-acuity

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Opisujemy sterowane komputerowo urządzenie do badania zmysłu dotyku: Tactile Automated Passive-finger Stimulator (TAPS). Przedstawiamy komponenty TAPS oraz pokazujemy, w jaki sposób urządzenie TAPS jest wykorzystywane do przeprowadzania testu orientacji kratki dotykowej w metodzie wymuszonego wyboru z dwóch interwałów.

Taktylny automatyczny stymulator palców pasywnych (TAPS)

Opisujemy dwie metody testowania czucia dotykowego w ostrych lub przewlekłych okresach po urazie rdzenia kręgowego u szczurów. Te zwalidowane procedury pozwalają wykryć rozwój i utrzymywanie się doznań typu allodynii.

Ostre i przewlekłe badanie czucia dotykowego po uszkodzeniu rdzenia kręgowego u szczurów

Elektroniczne pomiary von Freya są skuteczną i ulepszoną alternatywą dla klasycznych filamentów von Freya, ponieważ pozwalają na szybki i precyzyjny pomiar zmian w progach mechanicznego wycofywania gryzoni do stale stosowanych bodźców ciśnieniowych przed i po zdarzeniu zapalnym.

Pomiar zmian wrażliwości dotykowej w tylnej łapie myszy za pomocą elektronicznego aparatu von Freya

Tutaj badamy kontralateralne maskowanie dotykowe między przedramionami, w którym progi wykrywania dotykowego są modulowane przez wibracje stosowane do odległego miejsca. Szczegółowe informacje o tym, które odległe miejsca mają wpływ, mogą nam powiedzieć o tym, jak ciało jest reprezentowane w mózgu.

Testowanie maskowania dotykowego między przedramionami

Ten artykuł opisuje technikę stosowania bodźców wibrodotykowych na udo ludzkiego uczestnika oraz mierzenie dokładności i czasu reakcji wolicjonalnej uczestnika dla różnych kombinacji lokalizacji i częstotliwości stymulacji.

Metoda oceny terminowości i dokładności wolicjonalnych reakcji motorycznych na bodźce wibrodotykowe

Celem tego protokołu jest zademonstrowanie praktycznej metody tymczasowego zakłócania propriocepcji w kończynach górnych u zdrowych ludzi.

Prosta, nieinwazyjna metoda czasowego knockdown propriocepcji kończyn górnych

Przedstawiamy protokół do stosowania nieprzystających bodźców wzrokowo-dotykowych podczas zadania polegającego na przenoszeniu obiektów. W szczególności, podczas transferów bloków, wykonywanych, gdy ręka jest ukryta, wirtualna prezentacja bloku pokazuje losowe przypadki fałszywych dropów bloków. Protokół opisuje również dodawanie wibrodotykowego sprzężenia zwrotnego podczas wykonywania zadania motorycznego.

Stosowanie nieodpowiednich bodźców wzrokowo-dotykowych podczas przenoszenia obiektu z wibrodotykowym sprzężeniem zwrotnym

Ta praca opisuje standardową metodę oceny czucia dotykowego w środkowej linii końcówki języka. Korzystając z monofili Von Frey Hair (VFH), protokół ten zapewnia oszacowania progu wykrywania i dyskryminacji dla ustnego nacisku punktowego (OPP).

Ocena somatyki ucisku punktowego w linii środkowej przy użyciu monofili z włosa von Freya

Prezentowany jest półautomatyczny stymulator kąta palców pasywnych TSPAS, nowy sposób oceny ostrości przestrzennej dotyku i dyskryminacji kąta dotyku za pomocą sterowanego komputerowo systemu bodźców dotykowych, który stosuje bodźce o podwyższonym kącie do pasywnej opuszki palca badanego, jednocześnie kontrolując prędkość ruchu, odległość i czas trwania kontaktu.

Dotykowy półautomatyczny pasywny stymulator kąta palca (TSPAS)

Ten protokół opisuje platformę symulacji jazdy oraz zestaw narzędzi do wibrowania dotykowego do badania badań związanych z jazdą. Przedstawiono również przykładowy eksperyment badający skuteczność ostrzeżeń dotykowych.

Zestaw narzędzi do wibracji dotykowych i platforma symulacji jazdy do badań związanych z jazdą

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

Ocena przestrzennej wrażliwości dotykowej języka za pomocą testu orientacji siatek

Poznaj metody psychofizyczne do pomiaru progu detekcji drgań i ostrości przestrzennej dotyku u ludzi. Techniki te dostarczają ilościowych danych o profilach mechanosensorycznych z zastosowaniem klinicznym i badawczym.

Pomiar progu detekcji drgań i ostrości przestrzennej dotyku u ludzi

Przeglądaj więcej filmów