Summary
Psykofysiske verktøy måler funksjonaliteten til smakssystemet for både forsknings- og helsevurderingsformål. Dette dokumentet beskriver en metode for å måle smaksdeteksjonsterskler som kan bestemme den laveste konsentrasjonen av sukrose, natriumklorid eller mononatriumglutamat som kan smakes av personer så unge som 6 år.
Abstract
Dette dokumentet beskriver en to-alternativ, tvunget valg, trapp, sporingsprosedyre, kalt Taste Detection Threshold (TDT) test, som gir et pålitelig mål på søte, salte og umami smak deteksjon terskler fra barndom til voksen alder. Fordelene ved metoden inkluderer prosedyrer som er identiske for barn og voksne, og dermed tillater bestemmelse av aldersrelaterte og individuelle forskjeller i smaksoppfatning, om noen, og oppgaver som kan fullføres på relativt kort tid, ikke stole på kontinuerlig oppmerksomhet eller krever memorisering, kontroll for subjektive responsbias og minimere virkningen av språkutvikling. Etter en 1 time rask, blir deltakerne presentert med par løsninger; i hvert par er den ene løsningen vann, og den andre løsningen inneholder varierende konsentrasjoner av tastanten.
Ved hjelp av en hel munn smaksmetode smaker deltakerne hver løsning (uten å svelge og med skylling mellom smaksprøver) og peker deretter på løsningen med en smak eller som smaker forskjellig fra vann. Konsentrasjonen av stimulansen i det påfølgende paret øker etter en enkelt feil respons og reduseres etter to påfølgende riktige svar. En reversering skjer når konsentrasjonssekvensen endrer retning. Oppgaven anses som fullført etter forekomsten av fire tilbakeføringer, forutsatt at det er maksimalt to fortynningstrinn mellom to påfølgende tilbakeføringer, og serien med tilbakeføringer danner ikke et stigende mønster. Disse tilleggskriteriene sikrer større pålitelighet i resultatene. TDT beregnes deretter som det geometriske gjennomsnittet av konsentrasjonene av de fire reverseringene. Denne metoden har reell relevans da den gir informasjon om en dimensjon av smaksoppfatning som er uavhengig av hedonikk, og som kan endres med aldring og visse sykdomstilstander, noe som gjør den til en verdifull psykofysisk test.
Introduction
Smakssansen fungerer som portvakt, og bestemmer delvis om en person avviser en mat eller væske eller aksepterer den i munnhulen. Smak psykofysikk- studiet av sammenhenger mellom distinkte kjemiske stimuli og følelsene og oppfatningene de produserer gir viktig informasjon om smakssystemets funksjon1. Ikke bare er det flere grunnleggende smaker (søt, salt, bitter, sur, umami), men hver smakskvalitet kan karakteriseres av distinkte perseptuelle dimensjoner, inkludert hvor følsomme individer er i å oppdage den kjemiske stimulansen eller gjenkjenne smaken, og hvor mye de liker eller misliker smaksfølelsen.
Denne artikkelen beskriver en psykofysisk metode som kan brukes til pålitelig måling av smaksdeteksjonsterskler (dvs. den laveste konsentrasjonen av en tastant som kan oppdages) hos personer så unge som 6 år. Fra barndom til voksen alder har deteksjonsterskler blitt brukt i kliniske vurderinger av effekten av traumer eller sykdomstilstander2,3 og i grunnleggende forskningsapplikasjoner, for å studere effekten av kosthold, aldring, utvikling, fedme og røyking på smakssystemet, samt genotype-smak fenotypeforhold4,5,6,7,8,9,10, 11.
Denne smaksdeteksjonsterskelen (TDT) test, som vanligvis tar et gjennomsnitt på 15 min per stimulus (område: 4-35 min; median: 13 min) å fullføre, består av et to-alternativt, tvunget valg, trapp, sporingsprosedyre som har blitt brukt til å måle den laveste konsentrasjonen av sukrose, natriumklorid (NaCl) eller mononatriumglutamat (MSG) i løsning som kan oppdages som en smak. Som skissert her, presenteres deltakerne med par løsninger; i hvert par er den ene løsningen vann, og den andre løsningen inneholder varierende konsentrasjoner av tastanten. Ved hjelp av en hel-munn-smaksmetode smaker deltakerne hver løsning (uten å svelge) og peker deretter på løsningen med en smak eller som smaker forskjellig fra vann. Konsentrasjonen av stimulansen i det påfølgende paret øker etter en enkelt feil respons og reduseres etter to påfølgende riktige svar. En reversering skjer når konsentrasjonssekvensen endrer retning.
Oppgaven anses som fullført etter forekomsten av fire tilbakeføringer, forutsatt at det er maksimalt to fortynningstrinn mellom to påfølgende tilbakeføringer, og serien med tilbakeføringer danner ikke et stigende mønster. Disse tilleggskriteriene, som ble etablert i klinisk praksis av Dr. Cowart og kolleger ved Monell-Jefferson Chemosensory Clinical Research Center2, sikrer større pålitelighet i resultatene og øker tilliten til gyldigheten av individuelle mål på smaksfunksjon. Forskningsstudier har brukt denne metoden til å bestemme smaksdeteksjonsterskler for sukrose, salt eller MSG hos hundrevis av friske barn så unge som 6 år, ungdom og voksne4,5,6,7,8,9,10,11 og har vist at flertallet (> ~ 80%) av barna kan fullføre den psykofysiske oppgaven4,6, 7,8, og fremhever metodens hensiktsmessighet for pediatriske populasjoner.
Protocol
1. Generelle hensyn
MERK: Denne protokollen for TDT-testen beskriver prosedyrene for å forberede smaksløsningene og for å bestemme smaksdeteksjonsterskler for sukrose, NaCl eller MSG, ved hjelp av sukrose som eksempel. Denne metoden er godkjent av Office of Regulatory Affairs ved University of Pennsylvania. For forskningsstudiene som er beskrevet her, ble informert samtykke innhentet fra hver voksen deltaker eller forelder / verge for pediatriske deltakere. Informert assent ble innhentet fra hvert barn i alderen syv år eller eldre før deltakelse.
- Som vist i tabell 1, klargjør du 17 løsninger, fra 1 M til 0,00010 M, som er kvartalsvise loggtrinn fra hverandre. Ideelt sett, bruk ultrapure vann som destillert vann (dH2O) som fortynningsmiddel og ikke vann fra springen på grunn av smaksproblemer12. Kjøl løsningene i maksimalt 2 uker, men bare hvis protokollen beskrevet nedenfor overholdes.
- Etter at informert samtykke er innhentet fra voksne deltakere eller foreldre / foresatte og, når det er aktuelt, samtykke fra barnedeltakerne, gjennomføre testene i et komfortabelt, privat rom som ideelt sett har en vask for ekspektorering. Sørg for at løsningene ikke svelges, men heller svinges i munnhulen og spyttes ut. Hvis en vask ikke er tilgjengelig, gi en stor kopp for spytting.
- Forsikre deg om at testpersonell ikke bruker tungt duftende produkter og begrenser samtalen til instruksjon eller forklaring av metoder. Instruere voksne deltakere og foreldre/foresatte til barnedeltakere om at deltakeren skal avstå fra å spise eller drikke noe annet enn vann, eller bruke tobakksprodukter (kun voksne) i 1 time før testing.
2. Materialer og oppskrifter for å lage smaksdemulerende løsninger
MERK: Detaljerte instruksjoner for å lage lagerløsningen (1000 mmol/l, heretter kalt lager) og de 16 serielle fortynningene av lagerløsningen (i kvartalsloggtrinn) for sukrose, NaCl eller MSG er gitt her. Tabell 1 viser konsentrasjonene for hvert fortynningstrinn. Figur 1 illustrerer trinnene for å lage lagerløsning gjennom fortynningstrinn 1-16. Løsningsvolumet vil være tilstrekkelig til å bestemme terskler for minst fire deltakere.
| Skritt | Molar | Sukrose (g/L) | NaCl (g/L) | MSG (g/L) |
| (1/4 tømmerenheter fra hverandre) | ||||
| 0 | 1 M | 342.3 | 58.44 | 187.13 |
| 1 | 0,562 M | 192.37 | 32.84 | 105.17 |
| 2 | 0,316 M | 108.17 | 18.47 | 59.13 |
| 3 | 0,178 M | 60.93 | 10.4 | 33.31 |
| 4 | 0,100 M | 34.23 | 5.84 | 18.71 |
| 5 | 0,056 M | 19.17 | 3.27 | 10.48 |
| 6 | 0,032 M | 10.95 | 1.87 | 5.99 |
| 7 | 0,018 M | 6.16 | 1.05 | 3.37 |
| 8 | 0,010 M | 3.42 | 0.58 | 1.87 |
| 9 | 0,0056 M | 1.92 | 0.33 | 1.05 |
| 10 | 0,0032 M | 1.09 | 0.19 | 0.6 |
| 11 | 0,0018 M | 0.62 | 0.11 | 0.337 |
| 12 | 0,0010 M | 0.34 | 0.058 | 0.187 |
| 13 | 0,00056 M | 0.19 | 0.033 | 0.105 |
| 14 | 0,00032 M | 0.11 | 0.019 | 0.059 |
| 15 | 0,00018 M | 0.06 | 0.0105 | 0.034 |
| 16 | 0,00010 M | 0.03 | 0.0058 | 0.019 |
Tabell 1: Konsentrasjonstrinn og tilsvarende molaritet av sukrose, natriumklorid (NaCl) og mononatriumglutamat (MSG) løsninger som trengs for testing av smaksdeteksjonsterskel (TDT).
- Klargjør testmaterialer.
- Skaff deg en matvarekilde for sukrose, NaCl eller MSG.
- Rengjør og steriliser alt nødvendig glass (se Materialbord).
Figur 1:Trinnvise instruksjoner for å lage lagerløsninger gjennom fortynningstrinn #1-16. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
- Lag lagerløsning, som vist i figur 1A-C.
- Merk alt glass med dato, type tastant og Lager.
- Vei tastanten inn i en engangsvektbåt på en vekt som er nøyaktig til 0,01 g, og overfør til 2000 ml begeret.
MERK: Beløpene som trengs for å forberede aksjene er 684,60 g for sukrose, 374,26 g for MSG og 116,88 g for NaCl. - Skyll med dH2O eventuell tastant som er igjen i veiebåten, og hell i begeret. Tilsett 1500 ml dH2O for å løse opp prøven.
- Overfør innholdet på begeret til den 2000 ml volumetriske kolben ved hjelp av en trakt, og skyll begeret og trakten med mer dH2O, hell skyllevannet i kolben. Fyll kolben med dH2O til 2000 ml-merket, og fest proppen på kolben. Inverter for å blande til tastanten er oppløst.
- Lag løsninger #1-4, som vist i Figur 1D-F.
- Merk 1000 ml volumetriske kolber med tallene 1 til 4 og tilsvarende 1000 ml glassflasker med dato, type tastant og lager til trinn 4.
- Overfør 560 ml, 320 ml, 180 ml og 100 ml lager til henholdsvis kolber 1, 2, 3og 4. Fyll kolber 1-4 med dH2O til 1000 ml-merket, fest med proppen, og bland til tastanten er oppløst. Hell innholdet i hver kolbe i den tilsvarende 1000 ml glassflasken (merket trinn 1 til trinn 4) ved hjelp av en trakt om nødvendig.
- Hell den gjenværende lagerløsningen i flasken merket Lager; lukk lokket tett, og plasser det i kjøleskapet ved 4 °C.
- Lag løsninger #5-16, som vist i Figur 1G-I.
- Merk tolv 1000 ml-flasker med dato, type tastant og trinn 5 til trinn 16.
- Still flaskene i et 4 x 4 rutenett med flaskene som inneholder trinn 1 - 4 løsninger på første rad (som vist i figur 1G-I).
MERK: Denne posisjoneringen tillater en enkel fortynningsserie, slik at den starter med det mest fortynnede trinnet i raden (f.eks. trinn 4) og slutter med det mest konsentrerte trinnet (f.eks. trinn 1). - Pipet 50 ml av trinn 1, 2, 3og 4 i henholdsvis flasker 5, 6, 7og 8. Tilsett 450 ml dH2O i flasker 5-8, fest proppene og snu til blanding (Figur 1 H).
- Gjenta prosessen fra og med den andre raden. Pipet 50 ml av trinn 5, 6, 7og 8 i flasker henholdsvis 9, 10, 11og 12. Tilsett 450 ml dH2O i flasker 9-12, fest proppene og snu for å blande.
- Gjenta prosessen fra og med den tredje raden (Figur 1 I). Pipet 50 ml av henholdsvis trinn 9, 10, 11og 12 i flasker 13, 14, 15og 16. Tilsett 450 ml dH2O i flasker 13 - 16, fest proppene og snu for å blande. Sett lokkene på flasker 1 - 16, lukk dekslene tett og oppbevar dem i kjøleskapet ved 4 °C.
- Fyll flere steriliserte 120 ml merkede glassflasker med dH2O, lukk lokkene tett og oppbevar dem i kjøleskapet ved 4 °C.
3. Den psykofysiske metoden: TDT
- Presenter deltakerne med medisinkopper som inneholder par løsninger, hvorav den ene er en gitt konsentrasjon av en tastant og den andre dH2O.
MERK: For det første paret er tastanten sammenkoblet med dH2O konsentrasjonstrinn 10 når du bestemmer sukrose terskler og trinn 12 når du bestemmer NaCl- eller MSG-terskler. Konsentrasjonene av tastant i det første trinnet ble valgt fordi hver er noen få skritt under den gjennomsnittlige deteksjonsterskelen for den aktuelle tastanten. Likevel er TDT et pålitelig verktøy for å måle terskler, uansett om disse er over eller under gjennomsnittet. - Be deltakerne smake på begge løsningene uten å svelge og skylle munnen med dH2O mellom smaksprøver. Be dem peke på medisinkoppen de tror har en smak i seg, eller som smaker annerledes enn vann.
MERK: Konsentrasjonen av tastanten som presenteres under de påfølgende parene, avhenger av om deltakerens svar var riktig eller ikke (dvs.deltakeren pekte på tastanten). Metoden er en tvungen valgprosedyre, noe som betyr at deltakerne ikke kan svare ved å si "verken" eller "jeg vet ikke"; Snarere må de velge en av de to løsningene. Metoden er en trappprosedyre fordi smakstimuli presenteres i stigende (høyere konsentrasjoner av tastant) eller synkende (lavere konsentrasjoner av tastant) rekkefølge, avhengig av deltakerens svar13. For enkel beskrivelse er det gitt instruksjoner for å lage sukroseserien og bestemme sukrosedeteksjonsterskler. Metodene for MSG og NaCl er identiske med to unntak: (a) konsentrasjonen av tastant som trengs for å lage lagerløsning, er forskjellig (Tabell 1), og (b) som nevnt ovenfor, konsentrasjonen som testingen starter med er trinn 12 for NaCl eller MSG, i stedet for trinn 10 for sukrose. - Når du vurderer deteksjonsterskler i pediatrisk populasjon, må du begrense testingen til én enkelt tastant per økt.
MERK: Voksne kan fullføre alle tre tersklene i én enkelt økt.
Figur 2: Terskelsporingsrutenett. (A) Registrerer smaksdeteksjonsterskler. (B) Oppsett av en skuff. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
4. Tilberedning av materialer før testing
- Generer en randomiseringssekvens for rekkefølgen av presentasjon av stimuli i par, og fyll ut den øverste raden i sporingsrutenettet (Figur 2A) for hvert par ved å plassere W i esken hvis vann kommer først, eller T hvis tastant kommer først.
- Fjern flaskene som inneholder oppløsninger (trinn 0 - 16) og dH2O fra kjøleskapet, og overfør ~ 120 ml av løsningen for hvert trinn i riktig merket 120 ml steriliserte glassflasker 2 timer før testing.
- Returner trinn 0 - 16 flasker til kjøleskapet, og la de overførte løsningene likevekte til romtemperatur.
- Merk to muffinspanne med 12 kopper med parnummeret, og merk posisjoner som holder dH2O medisinkopper med en W (figur 2B).
MERK: Selv om det ikke er kjent hvor mange par som kreves, fyll medisinkoppene som er i W-posisjonene med 10 ml dH2O for de første 6 parene.
5. Forberedelse av deltakere til testing
- Be voksne om å avstå fra å spise, drikke eller bruke tobakksprodukter, og instruere foreldre om ikke å gi barnet sitt noe å spise eller drikke i minst 1 time før testing.
- Sett én deltaker ved et bord foran et ark, merket med tallene 1 og 2 (Figur 3).
MERK: Deltakerne bør ikke se smakstimuliene før de er plassert foran dem; Dette kan oppnås ved å ha en ugjennomsiktig partisjon som skiller deltakeren fra undersøkeren. - La deltakerne akklimatisere seg til testrommet og testeren i minst 10 minutter.
- Bruk en stoppeklokke til å tidsavbringe 10 s interstimulus intervaller (tid fra ekspektorasjon av den første stimulansen til å nippe til den andre stimulansen).
Figur 3: Barn som deltar i en smaksterskeldeteksjonstest. Et par løsninger er plassert på bordet foran på deltakeren i den rekkefølgen det skal smakes. Deltakeren blir bedt om å smake løsningen i posisjon 1 i 5 s, å ekspektorere, skylle munnen med dH2O, og å gjenta for løsningen i posisjon 2. Etter å ha smakt på begge løsningene, blir deltakeren bedt om å peke på løsningen som har en smak eller smaker annerledes enn vann. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
6. Muntlige instruksjoner til deltakerne
- Barne deltakere
- Vis koppene til deltakeren og si: "Vi skal spille et spill med ting å smake. Her er to kopper. Du vil smake det som er inne i den første koppen, svinge den rundt munnen din, men ikke svelge, og jeg vil fortelle deg når du skal spytte den ut i vasken (eller koppen). Du vil deretter skylle med vann, og smake det som er inne i den andre koppen. Jeg skal fortelle deg når du skal spytte det ut. Da vil jeg at du skal peke på den som smaker annerledes enn vann. Hvis du ikke er sikker, bare gjett. Du vil da skylle munnen to ganger med vann, og vi vil gjøre dette igjen. Det er ikke noe riktig eller galt svar; vi ønsker å vite hvilken du tror har en smak.
- Etter hvert svar belønner du deltakeren ved å si "Takk. Du gjør en god jobb!"
- Ungdom og voksne
- Vis koppene til deltakeren og si: "Vi skal gi deg løsninger å smake på. Her er to kopper. Du vil smake det som er inne i den første koppen, svinge den rundt munnen din, men ikke svelge, og jeg vil fortelle deg når du skal spytte den ut i vasken (eller koppen). Du vil deretter skylle med vann og smake på det som er inne i den andre koppen. Jeg skal fortelle deg når du skal spytte det ut. Da vil jeg at du skal peke på den som smaker annerledes enn vann. Hvis du ikke er sikker, bare gjett. Du vil da skylle munnen to ganger med vann, og vi vil gjøre dette igjen. Det er ingen riktige eller gale svar; vi ønsker å vite hvilken du tror har en smak.
- Etter hvert svar belønner du deltakeren ved å si "Takk. Du gjør en god jobb!"
7. Undersøker instruksjoner: Smaksdeteksjon terskler
- Som angitt på sporingsrutenettet, starter du i trinn 10 for sukrose (eller trinn 12 for NaCl eller MSG). Plasser to medisinkopper, den ene inneholder 10 ml trinn 10 og den andre inneholder dH2O på arket med 1 og 2 foran deltakeren (Figur 3).
MERK: Tallet vann- eller smaksløsningen plasseres på bestemmes av den genererte, randomiserte rekkefølgen på stimulipresentasjonen. I figur 2er for eksempel den randomiserte rekkefølgen for par 1 W (vann først), slik at koppen som inneholder vann, er i posisjon 1, og den som inneholder trinn 10, er i posisjon 2. - Be deltakeren om å smake løsningen i posisjon 1 ved å svinge; etter 5 s, instruere deltakeren til å ekspektorere, skylle munnen med vann og å forvente igjen.
- Be deltakeren om å smake løsningen i posisjon 2 ved å svinge og forvente etter 5 s.
- Be deltakeren peke på løsningen som har en smak eller smaker annerledes enn vann. Hvis deltakeren sier ingen av delene, må du be deltakeren om å velge en.
MERK: Deltakerne kan ikke gå tilbake og smake på noen av løsningene og må velge en av de to. - Etter at de har valgt, instruer dem til å skylle munnen med vann, og legg et plusstegn (+) på rutenettet hvis deltakeren plukket koppen med tastant (riktig svar), eller et minustegn (-) hvis de plukket koppen med vann (feil svar).
- Fortsett til det andre paret, og legg merke til at konsentrasjonen av tastant avhenger av deltakerens svar for første par. Hvis deltakeren var feil for første par (deltakeren valgte W), fortsetter du opp på rutenettet, og belyser at tastanten i det andre paret vil være den neste høyere konsentrasjonen (trinn 9). Hvis deltakeren var riktig (valgte T), må du være oppmerksom på at tastanten i det andre paret vil være det samme trinnet 10. Se rutenettet for presentasjonsrekkefølgen (W eller T først).
- Gjenta denne prosessen som er beskrevet i trinn 7.2-7.5. Hvis deltakeren har rett to ganger etter hverandre i trinn 10 (velger T begge ganger), må du huske at det neste paret vil inneholde den neste lavere konsentrasjonen (trinn 11). Hvis deltakeren er feil for par 2 (velger W), fortsetter du opp på rutenettet til neste høyere konsentrasjon (trinn 9).
- Fortsett denne prosessen, flytt opp rutenettet til neste høyere konsentrasjon med hvert feil svar, eller ned rutenettet til neste lavere konsentrasjon etter to riktige svar på rad.
- Sett en sirkel rundt trinnene på rutenettet der det er en reversering- en endring i retning i nøyaktigheten i deltakerens svar, det vil vite at når deltakeren enten blir mer eller mindre vellykket i å identifisere tastanten når du smaker på de neste trinnene på trappen.
MERK: Spesielt går deltakeren fra å unnlate å identifisere T på ett trinn (-) til å identifisere T i det neste mer konsentrerte trinnet to ganger på rad (++), eller deltakeren går fra å identifisere T to ganger på samme trinn (++) til å unnlate å identifisere T når den får det neste mindre konsentrerte trinnet; Denne feilen kan oppstå under den første eller andre presentasjonen av det mindre konsentrerte trinnet (- eller +-). - Fortsett med smakstestingen til fire reverseringer er oppnådd, og oppgi trinnnumrene for disse fire reverseringene.
- Bestem at de fire tilbakeføringene oppfylte de ønskede kriteriene. Det vil siat etterfølgende reverseringer ikke er mer enn to trinn bortsett fra hverandre, og det er to sett med par der deltakeren riktig identifiserte T to ganger på samme trinn. STOPP og gå til 7.13 for å beregne deteksjonsterskelen.
- Alternativt kan du bestemme at de fire reverseringene ikke oppfylte kriteriene; Det vil siat etterfølgende tilbakeføringer er mer enn 2 trinn bortsett fra hverandre, eller minst 2 sett med par er ikke til stede der deltakeren korrekt identifiserte T to ganger i samme trinn. FORTSETT med testing til fire reverseringer oppfyller kriteriene, eller deltakeren når toppen av rutenettet (terskelen er 1 M (lager)) eller fortsetter å gi riktige svar og når bunnen av rutenettet, og gir riktige svar to ganger i trinn 16 (terskelen er 0,00010 M (trinn 16)).
- Bestem deltakerens deteksjonsterskel ved å beregne den aritmetiske middelverdien for loggverdiene for molariteten til de fire tilbakeføringene:
aritmetisk gjennomsnitt = (loggkonsentrasjon trinn av reversering 1 + logg konsentrasjon trinn av reversering 2 + logg konsentrasjon trinn av reversering 3 + logg konsentrasjon trinn av reversering 4) / 4.
MERK: Dette tilsvarer beregning av det geometriske gjennomsnittet av konsentrasjonene av de fire siste reverseringene:
- Kast de ubrukte smaksløsningene som ble overført til 120 ml flasker under utarbeidelse av materialer for testing.
Representative Results
Figur 4 illustrerer resultatene fra sporingsrutenettet fra fire representative deltakere (A-D). Tilbakeføringer, som er endringer i retningen av deltakerens svar, er betegnet med sirkler og nummerert etter forekomst for å illustrere når vilkårene er oppfylt. Tilbakeføringer fargekodes for å illustrere når retningsendringen går fra feil til riktig (grønn) eller fra riktig til feil (rød).
Figur 4A viser sporingsrutenettet fra en deltaker med svar som oppfylte kriteriene i løpet av de fire første reverseringene. I rekkefølge etter forekomst oppstod tilbakeføringer for denne deltakeren i trinn 8, 9, 8og 10. Denne sekvensen oppfylte vilkårene fordi (a) det ikke var mer enn to trinn mellom to etterfølgende tilbakeføringer (trinn 8 vs. 9, 9 vs 8, 8 vs 10), og (b) det var to sett med par der deltakeren identifiserte T to ganger på samme trinn (8 ). Deteksjonsterskelen for denne deltakeren bestemmes av det geometriske gjennomsnittet av konsentrasjonene til de fire reverseringene:
Geometrisk gjennomsnitt = 0,0065 M
Figur 4B viser sporingsrutenettet fra en deltaker med en relativt høy sukrosedeteksjonsterskel (lav følsomhet) hvis svar i de fire første reverseringene ikke oppfylte kriteriene. I rekkefølge etter forekomst skjedde de fire første tilbakeføringene i trinn 9, 10, 8og 9. Selv om disse tilbakeføringene var innenfor to trinn i hverandre (9 mot 10, 10 vs. 8, 8 vs. 9), var det ikke to sett med par der deltakeren identifiserte T to ganger på riktig trinn (8 vs 9). Disse reverseringene dannet et stigende mønster; Kriteriene ble derfor ikke oppfylt, og testingen fortsatte. Tilbakeføringer 6-9 oppfylte vilkårene fordi det ikke var (a) mer enn to trinn mellom to etterfølgende tilbakeføringer (trinn 8 vs. 6, 6 vs 7, 7 vs 6) og (b) to sett med to riktige svar på rad ble oppnådd på samme trinn ( trinn6 ). Deteksjonsterskelen for denne deltakeren bestemmes av det geometriske gjennomsnittet av konsentrasjonene til de fire reverseringene:
Geometrisk gjennomsnitt = 0,021 M
Figur 4C viser sporingsrutenettet fra en deltaker med en relativt lav sukrosedeteksjonsterskel (høy følsomhet) hvis svar i de fire første reverseringene ikke oppfylte kriteriene. Tilbakeføringer fant sted i trinn 9, 10, 9og 13. Selv om deltakeren i to par (par 3-4 og 7-8) identifiserte tastanten riktig to ganger i samme trinn ( trinn9), var det mer enn to trinn mellom tilbakeføring 3 og 4 ( trinn9 vs 13). Dermed fortsatte testingen. De fire siste tilbakeføringene (trinn 13, 12, 13, 12) oppfylte vilkårene fordi (a) det ikke var mer enn to trinn mellom to etterfølgende tilbakeføringer (13 vs. 12), og (b) deltakeren identifiserte riktig samme konsentrasjon (trinn 12) når de fikk parene 17-18 og 20-21 . Deteksjonsterskelen for denne deltakeren bestemmes av det geometriske gjennomsnittet av konsentrasjonene til de fire reverseringene:
Geometrisk gjennomsnitt = 0,00075 M
Figur 4D viser sporingsrutenettet fra en deltaker med en relativt høy sukrosedeteksjonsterskel (lav følsomhet) der svarene oppfylte vilkårene i løpet av de fire første tilbakeføringene (trinn 6, 7, 5, 8). Det var ikke mer enn to trinn mellom to etterfølgende tilbakeføringer (6 mot 7, 7 vs 5, 5 vs 8), og deltakeren identifiserte riktig samme konsentrasjon ( trinn6) når de fikk parene 7-8 og 13-14. Deteksjonsterskelen for denne deltakeren bestemmes av det geometriske gjennomsnittet av konsentrasjonene til de fire reverseringene:
Geometrisk gjennomsnitt = 0,024 M
Figur 4: Sporingsrutenett. (A-D) Representative data fra fire emner. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Discussion
TDT-testen er en to-alternativ, tvunget valg, trapp prosedyre som bruker strenge regler for å oppfylle kriterier enn tidligere metoder12, og dermed sikre et mer stabilt resultatmål. Ved hjelp av kriterier etablert ved Monell-Jefferson Chemosensory Clinical Research Center2, er TDT en pålitelig swish-and-spit-metode som måler den laveste konsentrasjonen av sukrose, NaCl eller MSG i løsning som kan oppdages av smak blant personer så unge som 6 år. Hvis de fullføres som beskrevet, inkludert å håndheve deltakere som skyller munnen før og etter hver smaksprøve, er resultatene pålitelige og raske og gir innsikt i en viktig dimensjon av smak som er uavhengig av hedonics8.
Selv om anvendelsen av psykofysiske verktøy for å måle denne dimensjonen av smak er godt etablert i feltet, har mange metoder ikke blitt validert for bruk hos barn14. Det er flere kritiske trinn i protokollen, hvorav noen gjelder spesielt for barn [se også referanse15]. For det første bør kriteriene for å oppnå terskel ikke stole utelukkende på forekomsten av fire reverseringer eller variere på grunn av deltakerens alder. Snarere bør det være maksimalt to fortynningstrinn mellom to påfølgende reverseringer, og serien av reverseringer bør ikke danne et stigende mønster, noe som kan være tilfelle når deltakeren bare gjetter eller ikke deltar på oppgaven. Disse tilleggskriteriene, som ble etablert basert på klinisk erfaring2, tillater evaluering av individets funksjon, delvis fordi de kontrollerer for falske positiver, spesielt når deltakeren bare gjetter16.
For det andre er prosedyren tvunget valg, så hvis deltakerne svarer at "verken" eller "begge" løsninger har en smak, aksepteres ikke det svaret. Snarere blir de bedt om å "gjette". Under TDT føler deltakerne ofte at de gjetter, men det bør ikke aksepteres som bevis på at de er helt uvitende om smakstimuli17. Videre kan enkeltpersoner variere i sine interne kriterier for hva som utgjør en smakssensasjon, og dermed deres villighet til å si at en løsning har eller ikke har en smak. For det tredje, fordi resensen av å spise påvirker smaksoppfatningen18, standardiserer tiden siden deltakeren sist spiste eller drakk noe annet enn vann er viktig for å redusere intersubject variasjon forårsaket av sensorisk tilpasning eller forbedring. For det fjerde er smaksmidlene som brukes her, velsmakende og presentert i løsning, ikke i en matmatrise. Når en matmatrise brukes, kan det være nødvendig med lengre interstimulusintervaller for matvarer for å fjerne ganen. Mens denne metoden har blitt brukt til å måle deteksjonsterskler for sure eller bitre smaksstoffer blant voksne2,11, kan bruken for å måle deteksjonsterskler for unpalatable smaksstoffer blant noen små barn være problematisk på grunn av deres økte følsomhet overfor noen bitre smaksstoffer og deres potensielle uvillighet til å fortsettedeltakelsen 19.
En tvungen valgprosedyre for å presentere opptil fire par stigende konsentrasjoner av bittersmakende løsninger og dH2O har vært vellykket for pediatriske populasjoner19,20. For det femte, innebygd i konteksten av et spill, er metoden følsom for barns kognitive og språklige begrensninger, og krever bare at deltakeren peker på koppen som inneholder smaken. I en nylig studie ga 80% av barna vedvarende oppmerksomhet i gjennomsnitt 15 min og nådde kriteriene8. Slik informasjon om gjennomføring av oppgavene bør rapporteres, spesielt når pediatriske populasjoner studeres.
Den nåværende metoden har reell relevans og har blitt brukt til å vurdere deteksjonsterskler for de andre grunnleggende smakene av sur (sitronsyre) og bitter (kinin)2 og hos voksne i forskjellige aldre8. Fordi metoden ikke krever verbale svar, bør instruksjonene enkelt oversettes til andre språk21, noe som gjør det til et verdifullt psykofysisk verktøy for forskere over hele verden. Imidlertid, som alle andre psykofysiske metoder, vil det sannsynligvis være begrensninger i bruken, spesielt med yngre barn. Prosedyren kan være vanskeligere å oppnå kriterier for barn enn for voksne. I en studie nådde 20% av barna ikke kriterier, sammenlignet med 5% av voksne8. Årsaker til ikke-fullføring inkluderte ufokusert oppførsel, manglende forståelse av oppgaven eller å bli utmattet og ute av stand til å fortsette.
Funn fra studier som brukte denne smaken TDT har bidratt mye til diagnosen smak ageusia i klinikken og har ytterligere forståelsen av hvordan smaksfølsomhet endres med alder og helsestatus. Klinisk evaluering av pasienter viste at sukrosedeteksjonsterskler ≥ 0,025 M for både kjønn og NaCl-deteksjonsterskler ≥ 0,012 M for menn eller ≥ 0,010 M for kvinner anses somunormale 2. Blant voksne er det en gradvis nedgang i smaksfølsomhet for søt, salt, sur og bitter smak som fortsetter inn i det åttende tiåret22. Yngre voksne har vanligvis lavere smaksdeteksjonsterskler (er mer følsomme) enn eldre voksne22,23,24,25. Barn og ungdom har imidlertid smaksterskler for sukrose som er høyere (mindre følsomme)8 og som er lavere (mer følsomme) enn hos voksne for bitter smak av propylthiouracil, med voksenmønsteret som dukker opp i ungdomsårene19,26.
Smaksdeteksjonsterskler har vist seg å være relatert til indikatorer på helse. For eksempel, salt smak deteksjon terskler positivt korrelert med systolisk blodtrykk blant barn som var normal vekt7, mens barn med sentral fedme hadde lavere deteksjonsterskler for sukrose (mer følsom) enn de uten sentral fedme4, med lignende funn blant ungdom27. Forholdet mellom fedme og sukrosedeteksjonsterskler ble imidlertid ikke observert hos voksne kvinner, og voksne kvinner med fedme hadde høyere deteksjonsterskler (var mindre følsomme) for den salte smaken av MSG9.
Mens forskning på forskjellene i deteksjonsterskler mellom barn og voksne er begrenset, er det kjent at sukrose smaksdeteksjonsterskler ikke forutsier søte smakspreferanser eller suprathreshold intensitetsvurderinger fra barndom til voksen alder8,28,29, og gir ytterligere bevis på at smaksfølsomhet representerer en distinkt dimensjon av smak som er uavhengig av preferanser og dermed antyder forskjellige underliggende mekanismer. Større forståelse av det komplekse samspillet mellom alder, kostholdsvaner, helsestatus og smakssystemets følsomhet, og om slike interaksjoner er forskjellige mellom de primære smaksmidlene, er et viktig område for fremtidig forskning.
Disclosures
Forfatterne erklærer at de ikke har konkurrerende økonomiske interesser.
Acknowledgments
Dr. Joseph støttes av National Institute of Alcohol Abuse and Alcoholism (Z01AA000135) og National Institute of Nursing Research (NINR) (1ZNR0000035-01) og NIH Distinguished Scholar funds; Dr. Mennella støttes av National Institutes of Deafness and Other Communication Disorders (NIDCD) gir DC016616 og DC011287; Dr. Cowarts innsats for å raffinere TDT-testen ble støttet av NIDCD grant P50 DC000214; og Dr. Pepino støttes av American Diabetes Association (ADA) grant 1-19-IKTS-092 og av USDA National Institute of Food and Agriculture (NIFA) Hatch Project 698-921. Innholdet er utelukkende forfatternes ansvar og representerer ikke nødvendigvis de offisielle synspunktene til NIH, NINR, NIDCD, ADA eller USDA NIFA. Finansieringsbyråene hadde ingen rolle i utformingen og gjennomføringen av studien; i innsamling, analyse og tolkning av dataene; eller i utarbeidelsen eller innholdet i manuskriptet.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Digital stopwatch | Fisherbrand | 14-649-7 | |
| Funnel | Thermo Scientific | 10-348D | |
| Glass beaker, 2000 mL | Cole-Parmer | NC0821737 | |
| Glass bottles with lids, 120 mL (25) | Fisherbrand | FB02911904 | |
| Glass bottles with lids, 950 mL (17) | Fisherbrand | FB02911903 | |
| Graduated glass cylinders, 100 mL | PYREX | 08-552E | |
| Graduated glass cylinders, 1000 mL | PYREX | 08-566G | |
| Graduated glass cylinders, 50 mL | PYREX | 08-566C | |
| Graduated glass cylinders, 500 mL | PYREX | 08-566F | |
| Medicine cups | Medline | 22-666-470 | |
| Mini Cupcake, 48-cup Muffin pan (2) | Wilton | NA | |
| Monosodium glutamate (MSG) | Ajinomoto | NA | |
| Pipet Fillers | Thermo Scientific | 14-387-163 | |
| Pipets 50 mL | Fisherbrand | 13-676-10Q | |
| Sodium chloride (NaCl) | Morton | NA | |
| Sucrose, Crystal, NF | Spectrum Chemical MFG Corp | 57-50-1 | |
| Volumetric flask, 2000 mL, with stopper | PYREX | 10-210H | |
| Volumetric flasks, 1000 mL, with stoppers (4) | PYREX | 10-210G | |
| Weight boats | Sartorius | 13-735-744 |
References
- Bartoshuk, L. M. The psychophysics of taste. The American Journal of Clinical Nutrition. 31 (6), 1068-1077 (1978).
- Pribitkin, E., Rosenthal, M. D., Cowart, B. J. Prevalence and causes of severe taste loss in a chemosensory clinic population. Annals of Otology, Rhinology, and Laryngology. 112 (11), 971-978 (2003).
- Kouzuki, M., et al. Detection and recognition thresholds for five basic tastes in patients with mild cognitive impairment and Alzheimer's disease dementia. BMC Neurology. 20 (1), 110 (2020).
- Joseph, P. V., Reed, D. R., Mennella, J. A. Individual differences among children in sucrose detection thresholds: Relationship with age, gender, and bitter taste genotype. Nursing Research. 65 (1), 3-12 (2016).
- Nance, K., Acevedo, M. B., Pepino, M. Y. Changes in taste function and ingestive behavior following bariatric surgery. Appetite. 146, 104423 (2020).
- Bobowski, N., Mennella, J. A. Repeated exposure to low-sodium cereal affects acceptance but does not shift taste preferences or detection thresholds of children in a randomized clinical trial. Journal of Nutrition. 149 (5), 870-876 (2019).
- Bobowski, N. K., Mennella, J. A. Disruption in the relationship between blood pressure and salty taste thresholds among overweight and obese children. Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics. 115 (8), 1272-1282 (2015).
- Petty, S., Salame, C., Mennella, J. A., Pepino, M. Y. Relationship between sucrose taste detection thresholds and preferences in children, adolescents, and adults. Nutrients. 12 (7), 1918 (2020).
- Pepino, M. Y., Finkbeiner, S., Beauchamp, G. K., Mennella, J. A. Obese women have lower monosodium glutamate taste sensitivity and prefer higher concentrations than do normal-weight women. Obesity (Silver Spring). 18 (5), 959-965 (2010).
- Pepino, M. Y., Mennella, J. A. Effects of cigarette smoking and family history of alcoholism on sweet taste perception and food cravings in women. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 31 (11), 1891-1899 (2007).
- Cowart, B. J., Yokomukai, Y., Beauchamp, G. K. Bitter taste in aging: compound-specific decline in sensitivity. Physiology & Behavior. 56 (6), 1237-1241 (1994).
- Hoehl, K., Schoenberger, G. U., Busch-Stockfisch, M. Water quality and taste sensitivity for basic tastes and metallic sensation. Food Quality and Preference. 21, 243-249 (2010).
- Wetherill, G. B., Levitt, H. Sequential estimation of points on a psychometric function. British Journal of Mathematical and Statistical Psychology. 18, 1-10 (1965).
- Chambers, E. Commentary: conducting sensory research in children. Journal of Sensory Studies. 20 (1), 90-92 (2005).
- Mennella, J. A., Bobowski, N. K. Psychophysical tracking method to measure taste preferences in children and adults. Journal of Visualized Experiments: JoVE. , e35416 (2016).
- Running, C. A. High false positive rates in common sensory threshold tests. Attention, Perception, & Psychophysics. 77 (2), 692-700 (2015).
- Kunimoto, C., Miller, J., Pashler, H. Confidence and accuracy of near-threshold discrimination responses. Consciousness and Cognition. 10 (3), 294-340 (2001).
- Puputti, S., Hoppu, U., Sandell, M. Taste sensitivity Is associated with food consumption behavior but not with recalled pleasantness. Foods. 8 (10), 444 (2019).
- Mennella, J. A., Pepino, M. Y., Reed, D. R. Genetic and environmental determinants of bitter perception and sweet preferences. Pediatrics. 115 (2), 216-222 (2005).
- Anliker, J. A., Bartoshuk, L., Ferris, A. M., Hooks, L. D. Children's food preferences and genetic sensitivity to the bitter taste of 6-n-propylthiouracil (PROP). American Journal of Nutrition. 54 (2), 316-320 (1991).
- Okronipa, H., et al. Exposure to a slightly sweet lipid-based nutrient supplement during early life does not increase the level of sweet taste most preferred among 4- to 6-year-old Ghanaian children: follow-up of a randomized controlled trial. The American Journal of Clinical Nutrition. 109 (4), 1224-1232 (2019).
- Murphy, C. The effect of age on taste sensitivity. Special senses in aging: A current biological assessment. Han, S. S., Coons, D. H. , Institute of Gerontology. Ann Arbor, MI. 21-33 (1979).
- Moore, L. M., Nielsen, C. R., Mistretta, C. M. Sucrose taste thresholds: age-related differences. Journal of Gerontology. 37 (1), 64-69 (1982).
- Richter, C. P., Campbell, K. H. Sucrose taste thresholds of rats and humans. American Journal of Physiology. 128, 291-297 (1940).
- Schiffman, S. S., Sattely-Miller, E. A., Zimmerman, I. A., Graham, B. G., Erickson, R. P. Taste perception of monosodium glutamate (MSG) in foods in young and elderly subjects. Physiology & Behavior. 56 (2), 265-275 (1994).
- Mennella, J. A., Pepino, M. Y., Duke, F. F., Reed, D. R. Age modifies the genotype-phenotype relationship for the bitter receptor TAS2R38. BMC Genetics. 11, 60 (2010).
- Pasquet, P., Frelut, M. L., Simmen, B., Hladik, C. M., Monneuse, M. O. Taste perception in massively obese and in non-obese adolescents. International Journal of Pediatric Obesity. 2 (4), 242-248 (2007).
- Snyder, D. J., Prescott, J., Bartoshuk, L. M. Modern psychophysics and the assessment of human oral sensation. Advances in Otorhinolaryngology. 63, 221-241 (2006).
- Webb, J., Bolhuis, D. P., Cicerale, S., Hayes, J. E., Keast, R. The relationships between common measurements of taste function. Chemosensory Perception. 8 (1), 11-18 (2015).
