Stimulateur tactile semi-automatique d’angle passif-doigt (TSPAS)

Summary

Présenté est le stimulateur tactile à angle passif semi-automatique TSPAS, une nouvelle façon d’évaluer l’acuité spatiale tactile et la discrimination à l’angle tactile à l’aide d’un système tactile de stimulus contrôlé par ordinateur qui applique des stimuli d’angle surélevés sur le fingerpad passif d’un sujet, tout en contrôlant la vitesse de déplacement, la distance et la durée du contact.

Abstract

La perception tactile passive est la capacité de percevoir passivement et statiquement l’information de stimulus venant de la peau ; par exemple, la capacité de sentir l’information spatiale est la plus forte dans la peau sur les mains. Cette capacité est appelé acuité spatiale tactile, et est mesurée par le seuil tactile ou seuil de discrimination. À l’heure actuelle, le seuil de deux points est largement utilisé comme mesure de l’acuité spatiale tactile, bien que de nombreuses études aient indiqué qu’il existe des déficits critiques dans la discrimination en deux points. Par conséquent, un système tactile de stimulus contrôlé par ordinateur a été développé, le stimulateur tactile semi-automatique d’angle passif-doigt (TSPAS), utilisant le seuil tactile de discrimination d’angle comme nouvelle mesure pour l’acuité spatiale tactile. Le TSPAS est un système simple et facile à actionné qui applique des stimuli d’angle surélevés sur le fingerpad passif d’un sujet, tout en contrôlant la vitesse de déplacement, la distance et la durée du contact. Les composantes du TSPAS sont décrites en détail ainsi que la procédure de calcul du seuil tactile de discrimination par angle.

Introduction

La perception tactile est une forme fondamentale des sensations traitées par le système somatosensory, y compris la perception haptique et la perception tactile. La perception tactile passive, par opposition à l’exploration active, signifie que l’objet est déplacé pour entrer en contact avec la peau^{statique 1,2}. Comme dans d’autres sens, la résolution spatiale dans la perception tactile, aussi appelé acuité spatiale tactile, est généralement représentée par le seuil tactile, le seuil de détection ou le seuil de discrimination^2,3. Au cours des 100 dernières années, le seuil de deux points a couramment été utilisé comme mesure de l’acuité spatiale tactile⁴. Toutefois, de nombreuses études ont indiqué que le seuil de deux points est un indice invalide de capacité spatiale tactile parce que la discrimination à deux points (DPT) ne peut exclure les indices non hospitaliers (p. ex., si deux points sont trop proches, ils peuvent localiser un seul champ réceptif afferent, ce qui évoque facilement une activité neuronale accrue) et maintenir un critère stable pour les^{réponses 3,4,5}. En raison du nombre d’inconvénients de la DPT, plusieurs méthodes nouvelles et prometteuses ont été développées en remplacement, telles que l’orientation tactile de grille (GO)³,^6,la discrimination d’orientation à deux points⁵, la reconnaissance de lettres augmentée, la détection^{des écarts 7}, les modèles de points, les anneaux Landolt C⁸, et la discrimination par angle (AD)^9,10. À l’heure actuelle, en raison des avantages de l’exploitation de GO, ainsi que de la structure spatiale et de la complexité du stimulus utilisé, GO est de plus en plus utilisé pour mesurer l’acuité spatiale tactile^11,12,13.

Bien que l’on pense que le GO tactile repose sur des mécanismes spatiaux sous-jacents, ce qui donne une mesure fiable de l’acuité spatiale tactile, on se demande encore si la performance de GO est en partie affectée par les indices non hospitaliers¹⁴ (p. ex., des signes intensifs qui peuvent fournir un indice pour identifier la différence entre les stimuli d’orientation). En outre, GO se compose uniquement de tâches simples d’orientation spatiale (c.-à-d. horizontales et verticales) et implique principalement le traitement sensoriel, qui limite son utilisation en explorant l’interaction hiérarchique entre le traitement primaire tactile dans le cortex somatosensory primaire et la possession avancée tactile impliquant le cortex pariétal postérieur (PPC) et le gyrus supramarginal (SMG)^15,16,17. Pour compenser ces inconvénients, l’ANNONCE tactile a été développée pour mesurer l’acuité spatiale tactile^9,10. En AD, une paire d’angles glisse passivement sur le bout des doigts. Les angles varient en taille, et le sujet doit déterminer lequel des angles est plus grand. Pour accomplir constamment cette tâche, les caractéristiques spatiales des angles tactiles doivent être représentées et stockées dans la mémoire de travail, puis comparées et discernées. Par conséquent, la MA tactile implique non seulement le traitement primaire, mais aussi la cognition avancée de la perception tactile, comme la mémoire de travail et l’attention.

Comme dans une variété de tests de perception d’orientation de ligne, dans l’annonce tactile le sujet est présenté successivement avec un angle de référence et un angle de comparaison et est demandé d’indiquer quel est l’angle^{plus grand 18,19,20,21}. Les lignes composant les angles sont égales en longueur et symétriquement réparties le long d’un bisector imaginaire. En changeant symétriquement les dimensions spatiales des lignes, tous les types d’angles de plan surélevés peuvent être créés. Par conséquent, un avantage critique de cette méthode est que les angles différenciés ont des structures spatiales similaires. En outre, la représentation spatiale acquise dans l’ANNONCE est plus séquentielle que celle acquise dans GO. Toutefois, le seuil de la MON fournit la preuve que l’acuité spatiale tactile est suffisante pour permettre la discrimination spatiale entre les^{objets 22}. En outre, la perception spatiale tactile de l’angle peut être vécue d’un point à l’autre et enfin former un angle de plan bidimensionnel dans lequel les indices non hospitaliers ne peuvent jouer qu’un petit rôle.

Le seuil de la MON s’est révélé augmenter avec l’âge croissant, ce qui pourrait résulter de la nécessité d’une charge cognitive élevée dans la tâche tactile de la MON. Ainsi, il peut fournir un mécanisme de surveillance dans le diagnostic cognitif^{d’affaiblissement 9,10.} Bien que le rendement de la MA soit affecté par le déclin lié à l’âge, il peut être considérablement amélioré chez les jeunes par une formation continue ou une formation tactile similaire²³. En outre, les études d’IRMf ont montré qu’une tâche d’angle tactile de match à échantillon retardée a activé certaines régions corticales responsables de la mémoire de travail, telles que le cortex pariétal^{postérieur 17,24}. Ces résultats suggèrent que la discrimination tactile d’angle soit une mesure prometteuse pour l’acuité spatiale tactile impliquant la cognition avancée. Ici, l’équipement tactile ad et son utilisation sont décrits en détail. D’autres chercheurs tactiles peuvent reproduire l’équipement de la MON et l’utiliser dans leurs recherches.

L’équipement tactile ad, ou stimulateur tactile semi-automatique d’angle passif-doigt (TSPAS), utilise une diapositive électronique pour transmettre une paire de stimuli d’angle pour glisser passivement sur la peau (Figure 1). Les bras des sujets reposent confortablement, prostrésur une table. La main droite est assise sur une plaque à main dans la table, et un index est situé légèrement en dessous de l’ouverture de la plaque. Les logiciels peuvent contrôler la diapositive, la déplacer à une vitesse fixe et la déplacer vers l’avant et vers l’arrière. Au fur et à mesure que la glissière avance, les stimuli d’angle glissent passivement sur la peau à une vitesse fixe à partir du bout des doigts. Lorsque la diapositive se déplace vers l’arrière à sa position de départ et change à une autre paire de stimuli d’angle, le sujet doit soulever l’index vers le haut et attendre un ordre de le placer légèrement à nouveau à l’ouverture. Ainsi, l’équipement présente des stimuli d’angle tactiles à une vitesse contrôlée, une durée de contact stable et un intervalle interstimulus constant. Le sujet signale oralement un numéro de séquence, et l’expérimentateur l’enregistre comme réponse et procède à la conduite du prochain essai.

Figure 1 : Vue d’ensemble du TSPAS.
L’équipement se compose de quatre parties : 1) des stimuli tactiles d’angle (c.-à-d. l’angle de référence et dix angles de comparaison); 2) la plaque à main qui fixe la main du sujet en place et ne maintient que l’index en contact avec les stimuli; 3) le curseur électronique qui porte les stimuli tactiles ; et 4) le système de commande de l’ordinateur personnel (PC) qui contrôle la vitesse et la distance de déplacement de la glissière électronique. S’il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Protocol

Un consentement éclairé écrit a été obtenu auprès des sujets conformément aux politiques du comité local d’éthique médicale de l’Université Okayama. Les procédures de dépistage ont obtenu l’examen et le consentement du comité local d’éthique médicale de l’Université Okayama. 1. Composition détaillée et fonction de l’équipement Stimuli tactiles d’angle Le TSPAS utilise des angles surélevés bidimensionnels (2D) pour glisser passivement sur la…

Representative Results

Dans cette étude, la technique 3AC (3-alternative de choix forcé) et la courbe logistique ont été employées pour estimer le seuil tactile d’ANNONCE. On a demandé aux participants de signaler oralement le plus grand des deux angles perçus, ou s’ils n’ont pas détecté la différence, ils pourraient indiquer la même chose. L’équation de la courbe logistique, qui a été couramment appliquée aux expériences psychophysiques pour mesurer lesseuils 27,28</…

Discussion

Une nouvelle mesure de l’acuité spatiale tactile, tactile AD, est présentée. Dans ce système, une paire d’angles glisse passivement sur l’index immobilisé d’un sujet. AD combine les avantages de GO et TPD, réduisant l’impact des signaux intensifs et le taux d’impulsion de pic neural d’un seul point. Cette étude montre qu’il y a un changement graduel dans la discrimination perceptuelle à mesure que la différence d’angle change entre l’angle de référence et l’angle^{de compa…}

Materials

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