本文介绍了一种触觉半自动被动指腹角度刺激器TSPAS，这是一种评估触觉空间敏锐度和触觉角度分辨能力的新方法。该方法采用计算机控制的触觉刺激系统，将凸起的角度刺激施加于受试者的被动指腹上，同时对移动速度、距离和接触持续时间进行精确控制。
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本文内容
摘要
摘要
被动触觉感知是指被动且静态地感知来自皮肤的刺激信息的能力；例如，手部皮肤对空间信息的感知能力最强。这种能力被称为触觉空间敏锐度，通常通过触觉阈值或分辨阈值来衡量。目前，两点阈值被广泛用作评估触觉空间敏锐度的指标，但已有大量研究表明，两点分辨测试存在关键性缺陷。因此，研究人员开发了一种由计算机控制的触觉刺激系统——触觉半自动被动指腹角度刺激器（TSPAS），采用触觉角度分辨阈值作为评估触觉空间敏锐度的新指标。TSPAS 是一种结构简单、易于操作的系统，可在控制移动速度、距离和接触时间的同时，向受试者的被动指腹施加凸起的角度刺激。本文详细描述了 TSPAS 的各个组成部分，以及计算触觉角度分辨阈值的操作流程。
引言
触觉感知是躯体感觉系统处理的感觉中一种基本形式，包括触压觉和触觉感知。被动触觉感知与主动探索相对，指的是物体移动并与静止的皮肤发生接触1,2。与其他感觉类似，触觉感知中的空间分辨能力，也称为触觉空间敏锐度，通常以触觉阈值、检测阈值或辨别阈值来表示2,3。在过去100年中，两点辨别阈值常被用作衡量触觉空间敏锐度的指标4。然而，许多研究表明，两点辨别阈值作为触觉空间能力的指标是无效的，因为两点辨别（TPD）无法排除非空间线索（例如，若两点过于接近，可能仅位于单个传入神经的感受野内，从而容易引发增强的神经活动），且难以维持稳定的行为反应标准3,4,5。由于TPD存在诸多缺陷，目前已发展出若干新的、有前景的替代方法，例如触觉光栅方向辨别（GO）3,6、两点方向辨别5、凸起字母识别、缝隙检测
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方案
所有受试者均按照冈山大学当地医学伦理委员会的规定签署了书面知情同意书。测试程序已通过冈山大学当地医学伦理委员会的审查并获得批准。
1. 仪器设备的详细组成与功能
- 触觉角度刺激
- 触觉空间感知系统（TSPAS）利用二维（2D）凸起角度被动滑过皮肤，形成角度的触觉空间表征（图2）。这些触觉角度由塑料线条和方形基座组成，均采用透明亚克力板制成。由于构成角度的线条长度相等且对称，通过对称地改变线条的空间尺寸，可生成各种类型的凸起平面角度。
- 使用铣床将亚克力板切割成由两条等长线条（8.0 mm 长、1.5 mm 宽、1.0 mm 高）组成的折线，两条线沿假想角平分线对称分布，并同时切割出方形基座（40.0 mm 长、40.0 mm 宽、3.0 mm 高）。
- 将折线粘贴至方形基座中心，制成一个二维凸起触觉角度刺激物。
- 制作角度大小从50°到70°、以2°为增量的刺激样品。这些角度的端点间距（d，见 图2）分别为6.8 mm、7.0 mm、7.3 mm、7.5 mm、7.8 mm、8.0 mm（60°角）、8.2 mm、8.5 mm、8.7 mm、8.9 mm 和 9.2 mm。为将端点间距对角度辨别能力的影响降至最低，选用60°角作为参考角度....
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结果
本研究采用三点强迫选择法（3AFC）和逻辑斯蒂曲线来估计触觉角度辨别（AD）阈值。要求受试者口头报告感知到的两个角度中较大的一个；如果未能察觉差异，也可报告两者相同。逻辑斯蒂曲线方程已被广泛应用于心理物理学实验以测量阈值27,28,29，其方程为：
在此方程中，有两个关键参数 α 和 β。β 代表逻辑曲线的增长速率，而 -α.......
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讨论
本文介绍了一种新的触觉空间敏锐度测量方法——触觉角度辨别（tactile AD）。在该系统中，一对角度被动地滑过受试者固定不动的食指指腹。触觉AD结合了两点辨别觉（GO）和两点辨别距离（TPD）的优点，减少了强烈刺激线索和单个触点神经峰电位频率的影响。本研究表明，随着参考角度与比较角度之间的角度差发生变化，感知辨别能力也随之呈现渐进式变化4。除了可用于评估年龄效应、训练效应以及认知功能障碍的诊断监测外9,10,23，触觉AD也是一种有价值的触觉空间敏锐度测量指标。然而，其变异性仍需在后续研究中进一步验证。例如，触觉AD应与其他已被验证的触觉空间敏锐度测量方法（如图形或盲文字符辨别能力）存在相关性7,8。
与其他测量触觉空间感知的方法类.......
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披露
作者声明不存在任何竞争性利益冲突，无论是财务方面还是其他方面。
致谢
本工作得到了日本促进科学振兴会（JSPS）科研资助项目JP17J40084、JP18K15339、JP18H05009、JP18H01411、JP18K18835和JP17K18855的支持。我们还感谢实验室技术人员（Yoshihiko Tamura）在制作抬高角度装置方面提供的帮助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 亚克力板（3 mm） | MonotaRO Co.,Ltd. | 33159874 | 优质材料 |
| 亚克力板（1 mm） | MonotaRO Co.,Ltd. | 45547101 | 优质材料 |
| EZ limo（简易直线运动电机） | ORIENTAL MOTOR CO., LTD. Made in Japan | EZS3 | 优质电动线性滑台 |
| 数据编辑软件 | ORIENTAL MOTOR CO., LTD. Made in Japan | EZED2 | 易于使用 |
| 操作手册（Orientalmotor） | ORIENTAL MOTOR CO., LTD. Made in Japan | HL-17151-2 | 优质指南手册 |
参考文献
- 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.
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重印与许可
