Двухточечная дискриминация - Two-point discrimination

Двухточечная дискриминация
Лоуренс 1960 8.11.png
Разные участки тела имеют воспринимающие поля разного размера, что дает лучшее разрешение при двухточечной дискриминации. Язык и подушечки пальцев имеют очень высокое разрешение, а спинка - очень низкое. Это показано как расстояние, на котором две точки могут ощущаться как отдельные.

Двухточечная дискриминация (2PD) - это способность различать, что два соседних объекта, соприкасающиеся с кожей, на самом деле являются двумя отдельными точками, а не одной. Его часто проверяют двумя острыми точками во время неврологический осмотр[1]:632[2]:71 и предполагается, что отражает, насколько точно иннервируемый область кожа В клинических условиях двухточечная дискриминация является широко используемым методом оценки тактильного восприятия.[3] Он основан на способности и / или готовности пациента субъективно сообщить, что он чувствует, и должен выполняться с закрытыми глазами.[4] Для проведения тестирования терапевт может использовать штангенциркуль или просто скрепку измененной формы.[5] Терапевт может произвольно чередовать прикосновения к пациенту одной точкой или двумя точками на исследуемой области (например, пальцем, рукой, ногой, пальцем ноги).[4] Пациента просят сообщить, были ли ощущены одна или две точки. Наименьшее расстояние между двумя точками, которое все еще приводит к восприятию двух различных стимулов, регистрируется как двухточечный порог пациента.[6] Производительность на двух конечностях можно сравнить на предмет расхождений. Хотя тест по-прежнему широко используется в клинической практике, многие исследователи подвергли его резкой критике за то, что он не дает возможности измерить тактильную пространственную остроту, и для его замены было предложено несколько высоко оцененных альтернативных тестов.

Нормальная и пониженная работоспособность

Участки тела различаются как плотностью тактильных рецепторов, так и соматосенсорный кортикальный представление. Обычно человек должен уметь распознавать две точки на расстоянии 2-8 мм друг от друга на кончиках пальцев. На губах он составляет от 2 до 4 мм, на ладонях - от 8 до 12 мм и 30–40 мм на ладонях. голени или обратно (при условии, что точки совпадают дерматом ).[1]:632 В задний столбец - медиальный лемнисковый путь несет ответственность за передачу информации, связанной с точным, разборчивым прикосновением. Следовательно, двухточечная дискриминация может быть нарушена повреждением этого пути или периферического нерва.[6]

Критика

Хотя двухточечное тестирование обычно используется в клинической практике, данные, накопленные в ходе многих исследований, указывают на то, что 2PD является ошибочной мерой тактильной пространственной остроты зрения. Исследования показали, что двухточечный тест может иметь низкую чувствительность, не обнаруживая или недооценивая сенсорные дефициты,[7][8] что он плохо отслеживает восстановление функции после повреждения и восстановления нерва,[9][8][10] что он имеет низкую надежность повторного тестирования,[11] и что он не коррелирует с подтвержденными показателями тактильной пространственной остроты, такими как распознавание ориентации решетки.[8][12] Двухточечное тестирование подвергалось критике за то, что результаты сильно различаются как между участниками, так и внутри участников, за то, что оно зависит от субъективного критерия, принятого участником для сообщения «один» по сравнению с «два», и за то, что результативность является «слишком хорошей». чтобы быть правдой, "поскольку измеренный двухточечный порог может упасть - нереально - значительно ниже расстояния между рецепторами кожи.[13][14][15][16][17]

Почему 2PD ненадежен для измерения тактильной пространственной остроты зрения? Давно признано, что, если не нажимать точно одновременно, две точки могут вызывать различимые во времени нейронные активации; Таким образом, две точки можно отличить от одной не потому, что две точки воспринимаются пространственно, а потому, что два контакта воспринимаются во времени.[18][15] Более того, нейрофизиологические записи показали, что две точки вызывают разное количество потенциалов действия в популяции рецепторов, чем одна точка; Таким образом, две точки можно отличить от одной не потому, что на самом деле воспринимаются две точки, а просто потому, что двухточечная конфигурация дает различную общую величину отклика.[19][20] Таким образом, двухточечная задача может представлять как непространственный временной сигнал, так и непространственный сигнал величины. Для наблюдающего участника эти непреднамеренные непространственные сигналы могут сигнализировать о наличии двух точек по сравнению с одной, даже если точки расположены ближе друг к другу, чем пространственное разрешение участника.[16]

На основании этих наблюдений несколько исследователей категорически предостерегли от использования задачи 2PD. Указывая на «огромную и неправдоподобную изменчивость сообщаемых уровней 2PD после восстановления нерва», авторы одной статьи «заключают, что ... 2PD ... как единственный тест на восстановление тактильного гнозиса следует серьезно поставить под сомнение».[15] Сравнивая пороговые значения 2PD с функциональным восстановлением у пациентов после восстановления нервов, другой автор заявляет: «Из этих данных можно сделать вывод, что 2PD не является достоверным показателем сенсорной способности, лежащей в основе интегрированной функции руки».[9] Автор книги по восстановлению нервов заключает, что 2PD - это «удобная, но критически несовершенная процедура», которая «предоставляет непространственные сигналы, которым можно научиться для улучшения производительности без физиологических изменений».[10] Авторы статьи с лаконичным названием «Двухточечный порог: не мера тактильного пространственного разрешения»[20] рекомендовать альтернативные тесты вместо теста 2PD. Авторы еще одной исследовательской статьи соглашаются и настоятельно рекомендуют «клиницистам и исследователям просто отложить задачу 2PD и заменить ее той, которая обеспечивает более чисто пространственное измерение остроты зрения».[16]

Альтернативные тесты

Несколько высоко оцененных тактильных тестов были разработаны как строгие замены теста 2PD.[13][16] В психофизика В исследовательских лабораториях излюбленный тест на осязательную пространственную остроту на протяжении многих лет был задачей ориентации решетки (GOT).[13] В GOT участник пытается различить ориентацию параллельных бороздок, выдавленных вдоль или поперек кончика пальца. Порог GOT - это ширина канавки, при которой участник выполняет определенный уровень точности (например, правильность 75%). Считается, что GOT дает достоверную оценку тактильной пространственной остроты зрения и использовался во многих научных исследованиях как с ручными, так и с автоматическими протоколами доставки стимулов.[13][21][22] Например, GOT использовался для отображения пространственной остроты зрения на различных участках тела,[23][24] чтобы охарактеризовать влияние возраста на тактильную пространственную остроту,[25][26][27] секс[28] характеристики кожи,[29][28] и слепота,[30][31] и отслеживать изменения тактильной пространственной остроты, которые происходят во время перцептивного обучения[32][33] и восстановление после повреждения нерва.[8]

Хотя он очень популярен в лабораториях тактильных исследований, GOT, по общему признанию, менее практичен для клинического использования, поскольку требует специализированных предварительно сконструированных объектов-стимулов, которые охватывают фиксированный пространственный диапазон, а не одного непрерывно регулируемого штангенциркуля.[14][16] Сравнительная простота и гибкость теста 2PD способствовали продолжению его использования клиницистами, несмотря на признанные недостатки теста.[15] Чтобы исправить эту ситуацию, была предложена двухточечная ориентационная дискриминация (2POD) в качестве теста, сочетающего удобство 2PD с достоверностью GOT.[16] В задаче 2POD пациент пытается различить ориентацию (например, вдоль или поперек пальца), создаваемую двумя острыми точками контакта на коже; порог 2POD - это расстояние между точками, в которых участник выполняет с некоторым заданным уровнем точности (например, правильность 75%).[16]

Как объяснялось выше, обоснованность задачи 2PD была поставлена ​​под сомнение, потому что она позволяет участнику полагаться на непространственные сигналы. Напротив, считается, что задачи GOT и 2POD дают достоверные измерения тактильной пространственной остроты, потому что для выполнения этих задач участник должен различать пространственную модуляцию нейронного разряда нижележащих кожных рецепторов и не может полагаться на непространственные сигналы. .[13][21][16] На следующем рисунке из исследования, в котором оценивались как 2PD, так и 2POD на кончике пальца, основании пальца, ладони и предплечье.[16] демонстрирует, что 2PD загрязнен непространственными сигналами, тогда как 2POD обеспечивает чистую меру тактильной пространственной остроты.

Традиционная двухточечная дискриминация (2PD) по сравнению с двухточечной дискриминацией ориентации (2POD)
Традиционная двухточечная дискриминация по сравнению с двухточечной ориентационной дискриминацией.
Тонг и др. (2013)[16] проверили 24 неврологически здоровых участников на четырех участках кожи, используя как двухточечную дискриминацию (2PD), так и двухточечную ориентацию (2POD). Все участники были протестированы по обеим задачам с использованием одних и тех же штангенциркуля с острым концом и объектив двухинтервальный принудительный выбор протокол. Порядок тестирования был уравновешен между участниками. Среднее соотношение между правильным расстоянием и расстоянием между наконечниками штангенциркуля показано для (А) 2PD и (В) 2POD. Обратите внимание, что характеристики 2PD (A) значительно выше вероятности даже при нулевом расстоянии в мм, как было обнаружено в предыдущих исследованиях;[13] это указывает на то, что 2PD не является достоверным показателем тактильной пространственной остроты зрения. Напротив, эффективность 2POD (B) падает до случайного уровня (50% правильных), когда расстояние приближается к нулю мм, что требуется для достоверного измерения пространственной остроты зрения. На основании этих результатов авторы рекомендуют клиницистам отказаться от задачи 2PD и заменить ее на 2POD.

Рекомендации

  1. ^ а б Бикли, Линн; Силагуи, Питер (2007). Руководство Бейтса по медицинскому осмотру и сбору анамнеза (9-е изд.). Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. ISBN  978-0-7817-6718-7. КАК В B0028IKRYG.
  2. ^ Блюменфельд, Хэл (2002). Нейроанатомия в клинических случаях. Сандерленд, Массачусетс: Синауэр. ISBN  978-0-87893-060-9.
  3. ^ Стрелок, Дэвид (2005). «Использование двухточечной дискриминации в качестве инструмента оценки восстановления нервов: предварительный отчет». Журнал хирургии ANZ. 75 (10): 866–868. Дои:10.1111 / j.1445-2197.2005.03557.x. PMID  16176227.
  4. ^ а б Блюменфельд, Хэл (2010). Нейроанатомия в клинических случаях. Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates, Inc., стр. 71–72. ISBN  978-0-87893-058-6.
  5. ^ Финнелл, Джон Т .; Кнопп, Роберт; Джонсон, Фелпс; Голландия, Патрик С .; Шуберт, Уоррен (июнь 2004 г.). «Откалиброванная канцелярская скрепка - надежный показатель двухточечной дискриминации». Академическая неотложная медицина. 11 (6): 710–714. Дои:10.1197 / j.aem.2003.11.022. ISSN  1069-6563. PMID  15175216.
  6. ^ а б О'Салливан, Сьюзан (2007). Физическая реабилитация, пятое издание. Филадельфия: F.A. Davis Company. С. 136–146. ISBN  978-0-8036-1247-1.
  7. ^ ван Нес С.И., Фабер К.Г., Хамерс Р.М., Харшниц О., Баккерс М., Херманс М.С., Мейер Р.Дж., ван Доорн П.А., Меркис И.С., PeriNomS Study, Group (июль 2008 г.). «Пересмотр оценки дискриминации по двум точкам при нормальном старении и у пациентов с полинейропатиями». Журнал неврологии, нейрохирургии и психиатрии. 79 (7): 832–4. Дои:10.1136 / jnnp.2007.139220. PMID  18450792.
  8. ^ а б c d Ван Бовен, RW; Джонсон, нокаут (февраль 1994 г.). «Психофизическое исследование механизмов восстановления чувствительности после повреждения нервов у людей». Мозг: журнал неврологии. 117 (1): 149–67. Дои:10.1093 / мозг / 117.1.149. PMID  8149208.
  9. ^ а б Марш, Д. (февраль 1990 г.). «Подтверждение результатов после наложения швов на разделенные периферические нервы, снабжающие руку». Журнал хирургии кисти (Эдинбург, Шотландия). 15 (1): 25–34. Дои:10.1016/0266-7681(90)90043-4. ISSN  0266-7681. PMID  2307877.
  10. ^ а б Брушарт, Томас М. (2011). Ремонт нервов. Глава 4: Определение клинических результатов. Издательство Оксфордского университета. ISBN  9780199721603.
  11. ^ Ehrenbrusthoff, K .; Ryan, C.G .; Grüneberg, C .; Wolf, U .; Krenz, D .; Аткинсон, G .; Мартин, Д. Дж. (2016). «Надежность нового протокола различения по двум точкам у лиц с хронической болью в пояснице».. Физиологические измерения. 37 (7): 1074–1088. Дои:10.1088/0967-3334/37/7/1074. ISSN  1361-6579. PMID  27321473.
  12. ^ Брунс, Патрик; Камарго, Карлос Дж .; Кампанелла, Умберто; Эстев, Жауме; Dinse, Hubert R .; Рёдер, Бриджит (04.02.2014). «Карты тактильной остроты зрения: надежное средство измерения пространственной остроты». PLOS ONE. 9 (2): e87384. Дои:10.1371 / journal.pone.0087384. ISSN  1932-6203. ЧВК  3913609. PMID  24504346.
  13. ^ а б c d е ж Джонсон, нокаут; Филлипс-младший (декабрь 1981 г.). «Тактильное пространственное разрешение. I. Двухточечная дискриминация, обнаружение разрывов, разрешение решетки и распознавание букв». Журнал нейрофизиологии. 46 (6): 1177–92. Дои:10.1152 / jn.1981.46.6.1177. PMID  7320742.
  14. ^ а б Стивенс, JC; Паттерсон, MQ (1995). «Размеры остроты зрения в осязании: меняются на протяжении жизни». Соматосенсорные и моторные исследования. 12 (1): 29–47. Дои:10.3109/08990229509063140. PMID  7571941.
  15. ^ а б c d Лундборг, G; Розен, Б. (октябрь 2004 г.). «Двухточечный дискриминационный тест - время для переоценки?». Журнал хирургии кисти (Эдинбург, Шотландия). 29 (5): 418–22. Дои:10.1016 / j.jhsb.2004.02.008. PMID  15336741.
  16. ^ а б c d е ж грамм час я j Тонг, Дж; Мао, О; Гольдрайх, Д. (2013). «Двухточечная ориентационная дискриминация в сравнении с традиционным двухточечным тестом для оценки тактильной пространственной остроты зрения». Границы нейробиологии человека. 7 (579): 579. Дои:10.3389 / fnhum.2013.00579. ЧВК  3772339. PMID  24062677.
  17. ^ Johnson, K.O .; Van Boven, R.W .; Сяо, С.С. (1994). «Восприятие двух точек не является порогом пространственного разрешения» в книге «Прикосновение, температура и боль при здоровье и болезни: механизмы и оценки: международный симпозиум Центра Веннера-Грена», 1-е издание, ред. Дж. Бойви, П. Ханссон, и У. Линдблом. Сиэтл: IASP Press. С. 389–404.
  18. ^ Вулли, Хелен Брэдфорд Томпсон (1903). Психические качества секса: экспериментальное исследование нормального ума у ​​мужчин и женщин. Издательство Чикагского университета. Глава 3: Кожа и мышечные чувства.
  19. ^ Вега-Бермудес, Ф; Джонсон, нокаут (июнь 1999 г.). «Подавление окружающего пространства в ответах механорецептивных афферентов SA1 и RA приматов, картированных с помощью массива зондов». Журнал нейрофизиологии. 81 (6): 2711–9. CiteSeerX  10.1.1.487.7255. Дои:10.1152 / ян.1999.81.6.2711. PMID  10368391.
  20. ^ а б Craig, J.C .; Джонсон (2000). «Двухточечный порог: не показатель тактильного пространственного разрешения». Современные направления в психологической науке. 9: 29–32. Дои:10.1111/1467-8721.00054.
  21. ^ а б Крейг, Дж. К. (1999). «Ориентация решетки как мера тактильной пространственной остроты». Соматосенсорные и моторные исследования. 16 (3): 197–206. Дои:10.1080/08990229970456. ISSN  0899-0220. PMID  10527368.
  22. ^ Гольдрайх, Даниэль; Вонг, Майкл; Питерс, Райан М .; Канич, Ингрид М. (2009-06-03). «Тактильный автоматический стимулятор пассивного пальца (TAPS)». Журнал визуализированных экспериментов (28): e1374. Дои:10.3791/1374. ISSN  1940-087X. ЧВК  2726582. PMID  19578327.
  23. ^ Van Boven, R.W .; Джонсон, К. О. (декабрь 1994 г.). «Предел тактильного пространственного разрешения у людей: распознавание ориентации решетки на губе, языке и пальце». Неврология. 44 (12): 2361–2366. Дои:10.1212 / wnl.44.12.2361. ISSN  0028-3878. PMID  7991127.
  24. ^ Craig, J.C .; Лайл, К. Б. (февраль 2001 г.). «Сравнение тактильной пространственной чувствительности на ладони и пальце». Восприятие и психофизика. 63 (2): 337–347. Дои:10.3758 / bf03194474. ISSN  0031-5117. PMID  11281108.
  25. ^ Трембле, Франсуа; Вонг, Ким; Сандерсон, Робин; Коте, Линн (01.01.2003). «Тактильная пространственная острота у пожилых людей: оценка с решетчатыми куполами и взаимосвязь с ловкостью рук». Соматосенсорные и моторные исследования. 20 (2): 127–132. Дои:10.1080/0899022031000105154. ISSN  0899-0220. PMID  12850821.
  26. ^ Блейенхойфт, Янник; Колс, Кэролайн; Арно, Карлайн; Тоннар, Жан-Луи (01.01.2006). «Возрастные изменения тактильного пространственного разрешения от 6 до 16 лет». Соматосенсорные и моторные исследования. 23 (3–4): 83–87. Дои:10.1080/08990220600816440. HDL:2078.1/10805. ISSN  0899-0220. PMID  17178543.
  27. ^ Питерс, Райан М .; Гольдрайх, Даниэль (2013-12-19). «Тактильная пространственная острота в детстве: влияние возраста и размера кончиков пальцев». PLOS ONE. 8 (12): e84650. Дои:10.1371 / journal.pone.0084650. ISSN  1932-6203. ЧВК  3891499. PMID  24454612.
  28. ^ а б Питерс, Райан М .; Хакеман, Эрик; Гольдрайх, Даниэль (2009-12-16). «Миниатюрные пальцы различают тонкие детали: размер кончиков пальцев и половые различия в тактильной пространственной остроте». Журнал неврологии. 29 (50): 15756–15761. Дои:10.1523 / jneurosci.3684-09.2009. ЧВК  3849661. PMID  20016091.
  29. ^ Вега-Бермудес, Франсиско; Джонсон, Кеннет О. (январь 2004 г.). «Соответствие кожи кончиков пальцев отчасти объясняет различия в тактильной пространственной остроте у молодых людей, но не снижает пространственную остроту с возрастом». Восприятие и психофизика. 66 (1): 60–67. Дои:10.3758 / bf03194861. ISSN  0031-5117. PMID  15095940.
  30. ^ Van Boven, R.W .; Hamilton, R.H .; Кауфман, Т .; Keenan, J. P .; Паскуаль-Леоне А. (27.06.2000). «Тактильное пространственное разрешение у слепых читателей Брайля». Неврология. 54 (12): 2230–2236. Дои:10.1212 / wnl.54.12.2230. ISSN  0028-3878. PMID  10881245.
  31. ^ Вонг, Майкл; Гнанакумаран, Виши; Гольдрайх, Даниэль (2011-05-11). «Повышение тактильной пространственной остроты зрения при слепоте: свидетельства наличия механизмов, зависящих от опыта». Журнал неврологии. 31 (19): 7028–7037. Дои:10.1523 / jneurosci.6461-10.2011. ЧВК  6703211. PMID  21562264.
  32. ^ Вонг, Майкл; Питерс, Райан М .; Гольдрайх, Даниэль (29 мая 2013 г.). «Физическое ограничение перцептивного обучения: осязательная пространственная острота зрения улучшается с тренировкой до предела, установленного размером пальца». Журнал неврологии. 33 (22): 9345–9352. Дои:10.1523 / jneurosci.0514-13.2013. ЧВК  6618562. PMID  23719803.
  33. ^ Харрар, Ванесса; Спенс, Чарльз; Макин, Тамар Р. (2014). «Топографическое обобщение обучения тактильному восприятию». Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и производительность. 40 (1): 15–23. Дои:10.1037 / a0033200. PMID  23855526.