Summary
يتم تقديمها هي زاوية الأصبع السلبي المهذبة عن طريق اللمس ، وهي طريقة جديدة لتقييم حدة المكانية اللمسية والتمييز في الزاوية عن طريق اللمس باستخدام نظام تحفيز عن طريق اللمس يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر وينطبق على محفزات الزاوية المرفوعة على لوحة الإصبع السلبية للموضوع ، مع التحكم في سرعة الحركة والمسافة ومدة الاتصال.
Abstract
التصور السلبي عن طريق اللمس هو القدرة على تصور سلبي وثابت المعلومات التحفيزية القادمة من الجلد. على سبيل المثال، القدرة على استشعار المعلومات المكانية هو أقوى في الجلد على اليدين. وهـذه القدرة تُـمَـدُّ هـذه الحدة المكانية عن طريق اللمس، وتقاس بالعتبة اللمسية أو عتبة التمييز. وفي الوقت الحاضر، تستخدم عتبة نقطتين على نطاق واسع كمقياس للبراعة المكانية عن طريق اللمس، على الرغم من أن العديد من الدراسات أشارت إلى وجود أوجه عجز خطيرة في التمييز من نقطتين. ولذلك، تم تطوير نظام التحفيز عن طريق اللمس الذي يتم التحكم فيه بواسطة الحاسوب، وهو محفز زاوية الإصبع السلبي شبه اللمسية (TSPAS)، باستخدام عتبة التمييز في الزاوية اللمسية كإجراء جديد للفعل المكاني. TSPAS هو نظام بسيط، يسهل تشغيله، الذي ينطبق على رفع المحفزات زاوية إلى لوحة إصبع السلبي الموضوع، مع التحكم في سرعة الحركة، المسافة، ومدة الاتصال. ويرد وصف تفصيلي لمكونات النظام المذكور، وكذلك الإجراء المتبع لحساب عتبة التمييز في الزاوية اللمسية.
Introduction
الإدراك باللمس هو شكل أساسي من الأحاسيس التي تتم معالجتها من قبل النظام somatosensory، بما في ذلك الإدراك اللمسي والإدراك اللمسي. التصور السلبي عن طريق اللمس ، بدلا من الاستكشاف النشط ، يعني أن الكائن يتم نقله إلى جعل الاتصال مع الجلد الساكن1،2. وكما هو الحال في الحواس الأخرى، فإن الدقة المكانية في الإدراك عن طريق اللمس، والتي يطلق عليها أيضاً حدة المكانية عن طريق اللمس، عادة ما تمثلها عتبة اللمس، أو عتبة الكشف، أو عتبة التمييز2،3. في السنوات ال 100 الماضية، وقد استخدمت عادة عتبة نقطتين كمقياس للبراعة المكانية اللمس4. ومع ذلك، أشارت العديد من الدراسات إلى أن عتبة نقطتين هي مؤشر غير صالح من القدرة المكانية عن طريق اللمس لأن التمييز من نقطتين (TPD) لا يمكن استبعاد الإشارات غير الاجتماعية (على سبيل المثال، إذا نقطتين متقاربتين للغاية، فإنها قد تحدد حقلاً تقبلاً واحداً، مما يثير بسهولة زيادة النشاط العصبي) والحفاظ على معيار مستقر للاستجابات3و4و5. نظرا لعدد من العيوب من TPD، وقد تم تطوير عدة طرق جديدة وواعدة كما البدلاء، مثل توجيه صر صر اللمس (GO)3،6، اثنين من نقطة التمييز التوجه5، أثار التعرف على الرسالة ، الكشف عن الفجوة7، أنماط نقطة ، حلقات C لاندولت8، وزاوية التمييز (AD)9،10. في الوقت الحاضر ، بسبب مزايا التشغيل GO ، وكذلك الهيكل المكاني وتعقيد التحفيز المستخدم ، يتم استخدام GO بشكل متزايد لقياس حدة المكانية عن طريق اللمس11،12،13.
على الرغم من أن يعتقد أن GO عن طريق اللمس يعتمد على الآليات المكانية الأساسية ، مما يؤدي إلى قياس موثوق به من حدة المكانية عن طريق اللمس ، إلا أنه لا يزال يُناقش ما إذا كان أداء GO يتأثر جزئيًا بالإشارات غير البهات14 (على سبيل المثال ، العلامات المكثفة التي قد توفر إشارة لتحديد الفرق بين محفزات التوجه). بالإضافة إلى ذلك، فإن GO تتكون فقط من التوجيه المكاني البسيط (أي الأفقي والرأسي) والمهام التي تنطوي في المقام الأول على المعالجة الحسية، مما يحد من استخدامها عند استكشاف التفاعل الهرمي بين المعالجة الأولية عن طريق اللمس في القشرة الأولية وحيازة متقدمة عن طريق اللمس تنطوي على القشرة الجدارية الخلفية (PPC) والجيروسكوب فوقمارجين (SMG)15،16،17. للتعويض عن هذه العيوب، تم تطوير AD اللمس لقياس حدة المكانية عن طريق اللمس9،10. في AD، ينزلق زوج من الزوايا بشكل سلبي عبر الإصبع. الزوايا تختلف في الحجم، والموضوع يحتاج إلى تحديد أي من الزوايا أكبر. لإنجاز هذه المهمة باستمرار، يجب أن يتم تمثيل المعالم المكانية للزوايا اللمس وتخزينها في الذاكرة العاملة ومن ثم مقارنة وتمييزها. ولذلك، لا ينطوي على المعالجة الأولية فقط ولكن أيضا الإدراك المتقدم للتصور عن طريق اللمس، مثل الذاكرة والعمل والاهتمام.
كما هو الحال في مجموعة متنوعة من الاختبارات التصور اتجاه خط، في AD اللمس يتم عرض هذا الموضوع تباعا مع زاوية مرجعية واحدة وزاوية مقارنة واحدة ويطلب للإشارة إلى ما هو أكبر زاوية18،19،20،21. الخطوط التي تؤلف الزوايا متساوية في الطول وموزعة بشكل متماثل على طول مُنصف وهمي. من خلال تغيير الأبعاد المكانية للخطوط بشكل متناظر، يمكن إنشاء جميع أنواع زوايا المستوى المرفوعة. ولذلك، فإن الميزة الحاسمة لهذه الطريقة هي أن الزوايا التي يجري تمييزها لها هياكل مكانية مماثلة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن التمثيل المكاني المكتسب في الإعلان هو أكثر تسلسلاً من التمثيل المكتسب في GO. ومع ذلك، فإن عتبة AD توفر أدلة على أن حدة المكانية عن طريق اللمس كافية للسماح بالتمييز المكاني بين الأجسام22. وعلاوة على ذلك، قد يكون من ذوي الخبرة التصور المكاني عن طريق اللمس من زاوية من نقطة إلى خط، وأخيرا تشكيل زاوية الطائرة ثنائية الأبعاد التي العظة غير باتية قد تلعب دورا صغيرا فقط.
ووجد أن عتبة الـ AD تزداد مع تزايد العمر، مما قد ينجم عن الحاجة إلى الحمل المعرفي العالي في مهمة AD عن طريق اللمس. وهكذا، فإنه قد يوفر آلية رصد في تشخيص الضعف الإدراكي9،10. على الرغم من أن أداء AD يتأثر بالانخفاض المرتبط بالعمر، إلا أنه يمكن تحسينه بشكل كبير لدى الشباب من خلال التدريب المستمر أو تدريب المهام عن طريق اللمس المماثل23. وعلاوة على ذلك، أظهرت الدراسات fMRI أن تأخر مهمة زاوية اللمس المباراة إلى العينة تنشيط بعض المناطق القشرية المسؤولة عن الذاكرة العاملة، مثل القشرة الجدارية الخلفية17،24. وتشير هذه النتائج إلى أن التمييز في الزاوية اللمسية هو مقياس واعد للبراعة المكانية عن طريق اللمس الذي ينطوي على الإدراك المتقدم. هنا، يتم وصف معدات AD اللمس واستخدامها بالتفصيل. يمكن للباحثين الآخرين عن طريق اللمس إعادة إنتاج معدات AD واستخدامها في أبحاثهم.
معدات AD اللمس، أو عن طريق اللمس نصف آلية السلبي الاصبع زاوية محفز (TSPAS)، يستخدم شريحة إلكترونية لنقل زوج من المحفزات زاوية إلى الانزلاق بشكل سلبي عبر الجلد (الشكل 1). الأسلحة المواضيع تكمن بشكل مريح، سجود على سطح الطاولة. اليد اليمنى يجلس على لوحة اليد في الجدول، وتقع لوحة السبابة قليلا تحت افتتاح لوحة. يمكن لبرامج الكمبيوتر التحكم في الشريحة ، ونقلها بسرعة ثابتة ، ونقلها إلى الأمام والخلف. بينما تتحرك الشريحة للأمام، تنزلق المحفزات الزاوية بشكل سلبي عبر الجلد بسرعة ثابتة تبدأ من الإصبع. عندما تتحرك الشريحة إلى الوراء إلى موضعها البداية وتتغير إلى زوج آخر من المحفزات زاوية، يحتاج هذا الموضوع لرفع السبابة صعودا وانتظر أمر لوضع طفيفة مرة أخرى في الافتتاح. وهكذا، فإن المعدات تقدم المحفزات زاوية اللمس في سرعة تسيطر عليها، مدة الاتصال مستقرة، وفاصل دائم بيناتيموس. يقوم الشخص بالتقارير عن رقم تسلسلي، ويسجله المجرب كاستجابة ويباشر إجراء التجربة التالية.
الشكل 1: نظرة عامة على النظام الشامل لـ TSPAS.
وتتألف المعدات من أربعة أجزاء: 1) منبهات الزاوية اللمسية (أي الزاوية المرجعية وعشر زوايا للمقارنة)؛ 1) مؤثرات من زاوية اللمس (أي زاوية مرجعية وزوايا مقارنة عشر)؛ 1) مؤثرات منسّرة (أي زاوية مرجعية وزوايا مقارنة عشر)؛ 1) محفزات الزاوية اللمسية (أي الزاوية المرجعية وزوايا المقارنة العشر)؛ 1) محفزات الزاوية اللمسية (أي الزاوية المرجعي 2) لوحة اليد التي تحدد يد الموضوع في مكانها وتبقي فقط السبابة في اتصال مع المحفزات؛ 3) المنزلق الإلكترونية التي تحمل المحفزات عن طريق اللمس؛ و 4) نظام التحكم في الكمبيوتر الشخصي (PC) الذي يتحكم في سرعة ومسافة الحركة للشريحة الإلكترونية. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
وتم الحصول على موافقة خطية مستنيرة من الأشخاص الذين امتثلوا لسياسات اللجنة المحلية لأخلاقيات الطب التابعة لجامعة أوكاياما. وقد حصلت إجراءات الاختبار على مراجعة وموافقة من لجنة أخلاقيات الطب المحلية التابعة لجامعة أوكاياما.
1. التركيب التفصيلي ووظيفة المعدات
- منبهات زاوية اللمس
- يستخدم TSPAS زوايا ثنائية الأبعاد (2D) للانزلاق بشكل سلبي عبر الجلد وتشكيل تمثيل مكاني عن طريق اللمس للزوايا (الشكل 2). زوايا اللمس تتكون من خطوط بلاستيكية وقواعد مربعة، والتي هي مصنوعة من ورقة الاكريليك شفافة. لأن الخطوط التي تؤلف الزوايا متساوية ومتناظرة، عن طريق تغيير الأبعاد المكانية للخطوط بشكل متناظر، يمكن إنشاء جميع أنواع زوايا المستوى المرفوعة.
- باستخدام آلة طحن، وقطع ورقة الاكريليك في متعدد الخط مع خطين متساويين (8.0 مم طويلة، 1.5 مم، وارتفاع 1.0 مم) موزعة بشكل متناظر على طول البيزكتور وهمية وقاعدة مربعة (40.0 مم طويلة وواسعة، 3.0 ملم عالية).
- الغراء البولي خط إلى مركز القاعدة مربع لخلق 2D أثار 2D الحافز زاوية اللمس.
- جعل القطع بأحجام زاوية تتراوح بين 50 درجة إلى 70 درجة في 2° زيادة. إنّ مسافة نقطة النهاية (d, انظر الشكل 2) من هذه الزوايا هي 6.8 مم، 7.0 مم، 7.3 مم، 7.5 مم، 7.8 مم، 8.0 مم (60° زاوية)، 8.2 مم، 8.5 مم، 8.7 مم، 8.9 مم، 9.2 مم. لتقليل تأثير مسافة نقطة النهاية على التمييز في الزاوية إلى الحد الأدنى، استخدم زاوية 60 درجة كزاوية مرجعية، وزوايا أخرى كزوايا مقارنة.
- تشكل 20 زوجا من الزوايا التمييز، بما في ذلك 20 زاوية مرجعية متطابقة و 10 أزواج من زوايا المقارنة متطابقة دقة قياس ± 0.2°. تأكد من أن الزاوية المرجعية يتم تقديمها أول 50٪ من الوقت الذي يتم فيه اختبار كل زوج. ويمكن بسهولة وسهولة تحديث التجربة مع المحفزات زاوية اللمس.
الشكل 2: مثال على محفزات الزاوية اللمسية.
(أ) مثال على الزاوية المرجعية (60 درجة) واثنين (50 و70 درجة) من زوايا المقارنة العشرة المستخدمة في التجربة. وعلى وجه الخصوص، تم رسم بارامترات تفصيلية للزاوية المرجعية. d يمثل مسافة نقطة النهاية، R يمثل نصف قطر انحناء في قمة محلية، و r يمثل نصف قطر انحناء في نقطة النهاية. (B) مثال على زاوية مرفوعة ينظر إليها في 3D. ارتفاع الخط المرفوع هو 1.0 مم من العرض ثلاثي الأبعاد. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
- لوحة اليد
- لتحقيق الاستقرار في يد الموضوع، صياغة لوحة اليد عمودي على الشريحة الإلكترونية (الشكل 3). أولاً، باستخدام آلة طحن، قم بقطع ورقة أكريليك سميكة مقاس 5.0 مم إلى لوحة مستطيلة مقاس 14.0 سم × 22.0 سم، ثم قم بربط لوحة المستطيل بقاعدة (عرض 14.0 سم، وطولها 14.0 سم، وارتفاعها 8.5) مع الشريط والغراء. بعد ذلك، وباستخدام آلة الطحن، قطع فتحة مستطيلة (2.5 سم واسعة و 5.0 سم طويلة) في الزاوية اليسرى العليا من لوحة. هذا يسمح فقط السبابة للاتصال بزاوية التحفيز. قبل التجربة، قم بإصلاح معصم اليد اليمنى للموضوع بشريط نايلون، ثم قم بتوجيه الأشخاص إلى وضع أصابعهم اليمنى في افتتاح اللوحة.
الشكل 3: موقف اليد من الموضوع وزاوية اللمس اتجاه حركة المحفزات.
تم تأمين اليد اليمنى للموضوع بشريط نايلون، وتم توجيه الموضوع بوضع إصبع السبابة اليمنى في الفتحة في اللوحة. تم تثبيت المحفزات زاوية على الجهاز وانتقلت أفقيا من قبل الشريحة الإلكترونية إلى الانزلاق بشكل سلبي عبر لوحة الأصبع. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
- شريحة خطية آلية
- يتم نقل الشريحة الإلكترونية مع مسافة الحركة القصوى من 51.0 سم في اتجاه مستقيم باستخدام محرك الحركة الخطية سهلة مع 5.0 سم عالية، 5.4 سم واسعة، و 71.0 سم طويلة (انظر جدول المواد)،وهو نظام الحركة الخطية. ربط المحرك بكمبيوتر شخصي، ثم قم بتعيين وتحرير البيانات المختلفة باستخدام برنامج مخصص لتحرير البيانات (انظر جدول المواد). تأكد من أن هذه الإعدادات يمكن أن تجعل الشريحة الإلكترونية تتحرك مسافة محددة باستخدام سرعة معينة فيما يتعلق بالنقطة المرجعية. هذا ضروري عند نقل المحفزات زاوية مباشرة من موقف التعسفي إلى موقف محدد.
- نظام التحكم في الكمبيوتر
- TSPAS هو نظام نصف آلي يتم التحكم فيه بالكمبيوتر. برنامج تحرير البيانات المستخدم للتحكم في حركة الشريحة هو برنامج قائم على الكمبيوتر لتحرير البيانات اللازمة لتشغيل المحركات الآلية. في التجربة، تعيين سرعة الشريحة في 20 ملم / الثانية ومسافة تحركها في 80 ملم لكل محاكمة. في كل مرة يتم فيها النقر فوق زر، تتحرك الشريحة كما تم تعيينها مسبقاً.
2. تشغيل تجربة
- قبل التجربة، تعيين أول نوع الحركة كما 'المؤتمر الوطني العراقي '، مسافة الحركة كما '80 مم'، سرعة الحركة كما '20 مم / الثانية' ، وظيفة الحركة كما 'واحد' ، والمحور كما ' معرف= 0' في برنامج تحرير البيانات (انظر دليل التشغيل في جدول المواد للحصول على تعليمات حول كيفية تعيين المعلمات) للتأكد من أن الشريحة الإلكترونية يمكن أن تتحرك على حد سواء على مسافة 80 ملم وسرعة 20 مم / الثانية إلى الأمام والخلف ، وعلى مسافات وسرعات أخرى.
- تجنيد الأشخاص الذين أصابعهم خالية من الإصابات واللحم. حاول توظيف عدد متساوٍ من الذكور والإناث في الفئة العمرية من 18 إلى 35 سنة. لاحظ أن هناك فرقا في حدة المكانية عن طريق اللمس بين المواضيع الإناث والذكور، وكذلك الموضوعات القديمة والشباب25،26.
- عصبوا عين الموضوع والجلوس له أو لها على طاولة مع الجهاز (الشكل 1). إصلاح اليد اليمنى من هذا الموضوع مع الشريط النايلون ثم توجيه الموضوع إلى وضع طفيفة له أو لها السبابة اليمنى في فتح لوحة اليد (الشكل 3).
- المشبك زوج من الزوايا، بما في ذلك زاوية المرجعية وزاوية المقارنة، على الشريحة. بعد النقر على الزر، ينزلق زوج الزوايا لمسافة إجمالية قدرها 80 مم. أنها تذهب بشكل سلبي عبر السبابة بسرعة 20 ملم / الثانية. ونظراً لوجود مسافة 31.8 ± 0.8 مم بين الزاوية المرجعية وزاوية المقارنة، فإن الفاصل الزمني الفاصل بينهما هو 1.6 s تقريباً.
- بعد أن يرى الموضوع أحجام الزوايا ، فإنه يبلغ شفويا أي من الزاويتين أكبر. إذا لم يتمكن الشخص من تحديد الزاوية الأكبر، فيمكنه الإشارة إلى أن الزوايا هي نفسها. تسجيل الإجابة من الموضوع كبيانات الاستجابة. بعد ذلك، سيتم استبدال الزوج التالي من الزوايا باستمرار، وتقديم، وينظر إليها بنفس الطريقة.
- هناك ما مجموعه 10 أزواج من الزوايا في التجربة الرسمية. قم بتقديم كل زوج 10x بترتيب pseudorandom الذي تمر به زاوية المرجع لأول 50٪ من الوقت. وهكذا، فإن التجربة تحتوي على 100 تجربة. لتجنب الأحاسيس غير مريحة على السبابة، بعد كل سلسلة من 20 التجارب يكون هذا الموضوع تأخذ استراحة 3 دقائق. قبل التجربة، يمارس كل موضوع 10 تجارب بزوايا أخرى لكي يكون على دراية بالإجراء التجريبي. يجب أن تستمر التجربة ~ 40 دقيقة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
وفي هذه الدراسة، استخدمت تقنية 3FC (الخيار القسري البديل الثالث) والمنحنى اللوجستي لتقدير عتبة AD اللمسية. وقد صدرت تعليمات للمشاركين بأن يبلغوا شفوياً عن أكبر الزوايا المتصورتين، أو إذا لم يكتشفوا الفرق، يمكنهم أن يشيروا إلى نفس الشيء. معادلة المنحنى اللوجستي ، والتي تم تطبيقها عادة على التجارب النفسية النفسية لقياسعتبات 27،28،29 هي :
في هذه المعادلة، هناك معلمتان رئيسيتان، α β. β هو ممثل لنمو المنحنى اللوجستية ، و --α/β يمثل قيمة X من نقطة الوسط المنحنى اللوجستية.
لتطبيق المنحنى اللوجستي لوصف عتبة AD، يجب التعبير عن نتيجة 3AFC كتوزيع تردد، يظهر كمربع أسود في الشكل 4. لذلك، عندما كانت الزاوية المرجعية أقل من زاوية المقارنة، تم تقسيم نفس الردود إلى قسمين: تمت إضافة نصف لتصحيح الحكم والآخر إلى غير صحيح، ثم تم نقل الردود الصحيحة المنقحة إلى المعدل. وعندما كانت الزاوية المرجعية أكبر من زاوية المقارنة، اتخذت نفس الخطوات كما أشير سابقا، وتم تخفيض المعدل المنقح بمقدار 1. ومن خلال هذه الخطوات، تم تعيين نظام احداثي، مع درجة الزاوية التي تمثل المحور الأفقي والمحور العمودي الذي يمثل نسبة الردود التي كان ينظر فيها إلى زاوية المقارنة على أنها أكبر من الزاوية المرجعية(الشكل 4). في هذا الإحداثي، يمكن تركيب منحنى لوجستي بواسطة أقل طريقة مربعة. تم تعريف عتبة AD بأنها نصف الفرق بين الزاوية بمعدلات دقة 25٪ و 75٪.
الشكل 4: منحنى اللوجستية تناسب.
تم استخدام بيانات دقة موضوع واحد في المهمة AD لملاءمة المنحنى اللوجستي باستخدام الأسلوب المربع الأقل. تمثل المربعات السوداء المعدلات المنقحة لموضوع واحد الذي أكمل المهمة AD اللمس. الخط الصلب هو ممثل المنحنى اللوجستي المكتسبة من خلال أقل طريقة مربعة عندما كان المتبقية أصغر. تشير الخطوط المتقطعة إلى نقطتين(A 1,0.25) و(A 2,0.75) وعتبة AD هي (A2-A 1)/2. وبعد تركيب المنحنى اللوجستي، تم الحصول على المعلمات المحددة (α = 21.40، β = -0.35) وتم حساب عتبة AD (3.51 درجة). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
ولاختبار ما إذا كان هذا المنحنى دقيقاً، تم تقييم حسن الملاءمة للمنحنى اللوجستي باستخدام اختبار شى مربع، والذي استخدم لتحديد ما إذا كان هناك فرق كبير بين المعدلات الملاحظة والمعدلات المتوقعة (أي القيم في المنحنيات اللوجستية المجهزة). هنا، تفترض الفرضية الفارغة أنه لا يوجد فرق كبير بين القيم الملاحظة والمتوقعة. تم تحديد قيمة الاختبار chi-squared باستخدام الصيغة التالية:
في هذه المعادلة، O = القيمة الملاحظة، و E = القيمة المتوقعة.
لاختبار ما إذا كان يمكن رفض الفرضية الفارغة، تم اختيار مستوى أهمية 15٪ كمعيار القطع28 وتم حساب القيمة الحرجة(خي2(8)0.15 = 12.03). ونظراً لوجود 10 فئات، واستخدام الانحراف المتوسط والواصفي لملاءمة البيانات مع منحنى لوجستي، كانت هناك 8 درجات من الحرية (10-2). وهكذا، إذا كانت القيمة من اختبار مربع تشي المنحنى اللوجستي أكبر من هذه القيمة الحرجة، تم رفض الفرضية الفارغة. وكانت القيمة (2.14) من اختبار chi-تربيع أصغر من هذه القيمة الحرجة (12.03)، مما يشير إلى أن تركيب المنحنى اللوجستي كان مناسباً.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
يتم تقديم مقياس جديد للبراعة المكانية عن طريق اللمس، AD اللمس. في هذا النظام زوج من الزوايا الشرائح بشكل سلبي عبر لوحة السباب شل الحركة من الموضوع. يجمع AD بين مزايا GO و TPD ، مما يقلل من تأثير الإشارات المكثفة ومعدل النبض العصبي للذروة لنقطة واحدة. وتبين هذه الدراسة أن هناك تغيرا تدريجيا في التمييز الإدراكي مع تغير الاختلاف في الزاوية بين الزاوية المرجعية وزاوية المقارنة4. بالإضافة إلى تأثير العمر، وتأثير التدريب، وضعف الإدراك التشخيص رصد9AD،10،23، AD اللمس هو مقياس قيم للبراعة المكانية عن طريق اللمس. غير أن من الضروري التحقق من تقلبها في دراسات أخرى. فعلى سبيل المثال، ينبغي أن يرتبط الإعلان عن طريق اللمس بمقاييس أخرى مصدق عليها من حدة المكانية عن طريق اللمس مثل التمييز في النمط أو حرف برايل7،8.
مثل الأساليب الأخرى التي تقيس الإدراك المكاني عن طريق اللمس ، يطبق AD العتبة لقياس قابلية قياس الزاوية. بشكل غير متوقع، أصغر عتبة التمييز زاوية، أقوى زاوية discriminability. في الدراسات السابقة، تم استخدام طريقة الاستيفاء لتحديد قيمة العتبة9،10. على الرغم من أن الأسلوب لا يحتاج إلى افتراض أن يتم التقاط سلوك الموضوع باستخدام وظيفة القياس النفسي، إلا أنها تناسب بيانات نطاق نصف حجم من زوايا المقارنة. في التجربة الحالية ، لتغطية مجموعة كاملة من زوايا المقارنة ، تم استخدام المنحنى اللوجستي لحساب العتبة27،29. ولأن نصف زوايا المقارنة أصغر من الزاوية المرجعية، وأن النصف الآخر أكبر من الزاوية المرجعية، فإن الطريقة الحالية يمكن أن تناسب جميع نقاط البيانات مرة واحدة، وتحسب عتبة التمييز في الزاوية. تم تقييم الخير من صالح للمنحنى اللوجستية باستخدام اختبار تشي التربيعية وتم العثور على تركيب المنحنى اللوجستي مناسبة28.
لإجراء تجارب AD باستخدام نظام TSPAS ، يجب ملاحظة النقاط التالية: أولاً ، لأن TSPAS هو نظام نصف أوتوماتيكي باستخدام برامج الكمبيوتر الشخصي ، فمن الضروري التحقق مرة أخرى من أن الشريحة يمكن أن تتحرك بسرعة ومسافة محددة قبل التجربة. ثانياً، من الضروري تحديد ما إذا كان الموضوع مستيقظاً أثناء التجربة أم لا. لأن الشخص الذي يرتدي قناع العين أثناء التجربة، يمكن أن يصبح نعاسًا بسهولة. في هذه الحالة، قد يفتقد هذا الموضوع بعض المعلومات ويتخذ قرارًا غير صحيح. ثالثاً، الفواصل القسرية ضرورية أيضاً. إذا استمرت لوحة أصابع الموضوع في التحفيز لفترة طويلة، فقد تتكيف لوحة الإصبع مع حافز الزاوية الذي تم رفعه وقد يكون من الصعب على الموضوع تمييز الفرق بين الزوايا. أو قد تسبب فترة التحفيز الطويلة أحاسيس غير مريحة في لوحة الأصابع. ولذلك، ينبغي أن يخضع عدد المحاكمات والفواصل لرقابة صارمة.
الخصائص الحالية لـ TSPAS ونطاق الزوايا اللمسية يمكن أن تحد من نطاق الأشخاص الذين تم اختبارهم. ولذلك، TSPAS يحتاج إلى استخدام نطاقات مختلفة من الزوايا اللمس لمجموعات مختلفة من الناس لقياس حدة المكانية عن طريق اللمس. على سبيل المثال، لأن كبار السن لديهم عتبة إعلان أكبر بكثير من الشباب9،10،فإن النطاق الحالي من الزوايا اللمسية المستخدمة في TSPAS لا يمكن قياس عتبة AD الخاصة بهم. بالإضافة إلى ذلك ، بالنسبة لأولئك الأفراد الذين لا يمكن أن يشعر تماما الزوايا الأصابع اللمس ، TSPAS غير صالحة على الإطلاق ، لأنها لا يمكن تصور زاوية اللمس من قبل السلبية الانزلاق عبر أصابعهم. الفرق في حدة المكانية عن طريق اللمس بين الذكور والإناث المواضيع25 يجب أن يوضع في الاعتبار أيضا. قد تحتاج المشاريع المستقبلية إلى الكثير من التعديل لتحديد نطاق الزوايا اللمسية لاستخدامها لمجموعات مختلفة من الأشخاص في الاستخدام السريري.
على الرغم من أن TSPAS يمكن السيطرة على سرعة الحركة والمسافة من المحفزات زاوية جيدا، والتسليم اليدوي للمحفزات زاوية تستغرق وقتا طويلا ويتطلب اهتماما وتركيزا كبيرا على جزء من المجرب6. ولغـة هذه النقائص من خلال العمليات اليدوية، تم تصميم نظام آلي بالكامل للـ AD. الغرض من تطوير المعدات التلقائية هو إنشاء معدات غير معقدة وفعالة وبأسعار معقولة لتطبيقات الزاوية اللمسية الخاضعة للرقابة. ومع ذلك، فإن التحدي المتبقي هو كيف يمكن للمعدات بدقة وبسرعة ضبط أحجام زوايا مختلفة في وقت قصير جدا. نأمل أن يتم استخدام نظام AD الموصوف والتحقق منه من قبل الآخرين وتعزيز الحركة نحو الاختبار التلقائي عن طريق اللمس.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ويعلن أصحاب البلاغ أنه ليس لديهم تضارب في المصالح، مالي أو غير ذلك.
Acknowledgments
وقد تم دعم هذا العمل من قبل الجمعية اليابانية لتعزيز العلوم KAKENHI المنح JP17J40084، JP18K15339، JP18H05009، JP18H01411، JP18K18835، وJP17K18855. كما نشكر الفني (يوشيهيكو تامورا) في مختبرنا لمساعدتنا في صياغة الزاوية التي أثيرت.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Acrylic sheet (3 mm) | MonotaRO Co.,Ltd. | 33159874 | Good Material |
| Acrylic sheet (1 mm) | MonotaRO Co.,Ltd. | 45547101 | Good Material |
| EZ limo (easy linear motion motor) | ORIENTAL MOTOR CO., LTD. Made in Japan | EZS3 | Good Motorized Linear Slides |
| Data Editing Software | ORIENTAL MOTOR CO., LTD. Made in Japan | EZED2 | easy to use |
| Operating Manual (Orientalmotor) | ORIENTAL MOTOR CO., LTD. Made in Japan | HL-17151-2 | Good Guidebook |
References
- Smith, A. M., Chapman, C. E., Donati, F., Fortier-Poisson, P., Hayward, V. Perception of simulated local shapes using active and passive touch. Journal of Neurophysiology. 102 (6), 3519-3529 (2009).
- Reuter, E. M., Voelcker-Rehage, C., Vieluf, S., Godde, B. Touch perception throughout working life: Effects of age and expertise. Experimental Brain Research. 216 (2), 287-297 (2012).
- Craig, J. C. Grating orientation as a measure of tactile spatial acuity. Somatosensory and Motor Research. 16 (3), 197-206 (1999).
- Craig, J. C., Johnson, K. O. The two-point threshold: Not a measure of tactile spatial resolution. Current Directions in Psychological Science. 9 (1), 29-32 (2000).
- Tong, J., Mao, O., Goldreich, D. Two-point orientation discrimination versus the traditional two-point test for tactile spatial acuity assessment. Frontiers in Human Neuroscience. 7, SEP 1-11 (2013).
- Goldreich, D., Wong, M., Peters, R. M., Kanics, I. M. A tactile automated passive-finger stimulator (TAPS). Journal of Visualized Experiments. (28), e1374 (2009).
- 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), 1177-1191 (1981).
- Legge, G. E., Madison, C., Vaughn, B. N., Cheong, A. M. Y., Miller, J. C. Retention of high tactile acuity throughout the life span in blindness. Perception and Psychophysics. 70 (8), 1471-1488 (2008).
- Yang, J., Ogasa, T., Ohta, Y., Abe, K., Wu, J. Decline of human tactile angle discrimination in patients with mild cognitive impairment and Alzheimer's disease. Journal of Alzheimer's Disease. 22 (1), 225-234 (2010).
- Wu, J., Yang, J., Ogasa, T. Raised-angle discrimination under passive finger movement. Perception. 39 (7), 993-1006 (2010).
- Sathian, K., Zangaladze, A. Tactile learning is task specific but transfers between fingers. Perception and Psychophysics. 59 (1), 119-128 (1997).
- Wong, M., Peters, R. M., Goldreich, D. A physical constraint on perceptual learning: tactile spatial acuity improves with training to a limit set by finger size. Journal of Neuroscience. 33 (22), 9345-9352 (2013).
- Trzcinski, N. K., Gomez-Ramirez, M., Hsiao, S. S. Functional consequences of experience-dependent plasticity on tactile perception following perceptual learning. European Journal of Neuroscience. 44 (6), 2375-2386 (2016).
- Essock, E. A., Krebs, W. K., Prather, J. R. Superior Sensitivity for Tactile Stimuli Oriented Proximally-Distally on the Finger: Implications for Mixed Class 1 and Class 2 Anisotropies. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 23 (2), 515-527 (1997).
- Gurtubay-Antolin, A., Leon-Cabrera, P., Rodriguez-Fornells, A. Neural evidence of hierarchical cognitive control during Haptic processing: An fMRI study. eNeuro. 5 (6), (2018).
- Yang, J., et al. Tactile priming modulates the activation of the fronto-parietal circuit during tactile angle match and non-match processing: an fMRI study. Frontiers in Human Neuroscience. 8, 926 (2014).
- Yu, Y., Yang, J., Ejima, Y., Fukuyama, H., Wu, J. Asymmetric Functional Connectivity of the Contra- and Ipsilateral Secondary Somatosensory Cortex during Tactile Object Recognition. Frontiers in Human Neuroscience. 11, January (2018).
- Olczak, D., Sukumar, V., Pruszynski, J. A. Edge orientation perception during active touch. Journal of Neurophysiology. 120 (5), 2423-2429 (2018).
- Lederman, S. J., Taylor, M. M. Perception of interpolated position and orientation by vision and active touch. Perception and Psychophysics. 6 (3), 153-159 (1969).
- Peters, R. M., Staibano, P., Goldreich, D. Tactile orientation perception: An ideal observer analysis of human psychophysical performance in relation to macaque area 3b receptive fields. Journal of Neurophysiology. 114 (6), 3076-3096 (2015).
- Bensmaia, S. J., Hsiao, S. S., Denchev, P. V., Killebrew, J. H., Craig, J. C. The tactile perception of stimulus orientation. Somatosensory and Motor Research. 25 (1), 49-59 (2008).
- Morash, V., Pensky, A. E. C., Alfaro, A. U., McKerracher, A. A review of haptic spatial abilities in the blind. Spatial Cognition and Computation. 12 (2-3), 83-95 (2012).
- Wang, W., et al. Tactile angle discriminability improvement: roles of training time intervals and different types of training tasks. Journal of Neurophysiology. 122 (5), 1918-1927 (2019).
- Yang, J., et al. Tactile priming modulates the activation of the fronto-parietal circuit during tactile angle match and non-match processing: an fMRI study. Frontiers in Human Neuroscience. 8, December 926 (2014).
- Peters, R. M., Hackeman, E., Goldreich, D. Diminutive Digits Discern Delicate Details: Fingertip Size and the Sex Difference in Tactile Spatial Acuity. Journal of Neuroscience. 29 (50), 15756-15761 (2009).
- Sathian, K., Zangaladze, A., Green, J., Vitek, J. L., DeLong, M. R. Tactile spatial acuity and roughness discrimination: Impairments due to aging and Parkinson's disease. Neurology. 49 (1), 168-177 (1997).
- Hoehler, F. K. Logistic equations in the analysis of S-shaped curves. Computers in Biology and Medicine. 5 (3), 367-371 (1995).
- Kuehn, E., Doehler, J., Pleger, B. The influence of vision on tactile Hebbian learning. Scientific Reports. 7 (1), 1-11 (2017).
- Weder, B., Nienhusmeier, M., Keel, A., Leenders, K. L., Ludin, H. P. Somatosensory discrimination of shape: Prediction of success in normal volunteers and parkinsonian patients. Experimental Brain Research. 120 (1), 104-108 (1998).
