Diese Arbeit wurde vom National Eye Institute Grant 1 R15 EY13649-01, und durch eine individuelle Entdeckung Grant von der Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) unterstützt. Besonderer Dank geht an Deda Gillespie für die Metallbearbeitung sowie die Konsultation am Gerät Design und Konstruktion.

<ol>
	<li>Goldreich, D. &. a. m. p. ;. a. m. p., Kanics, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tactile+acuity+is+enhanced+in+blindness.">Tactile acuity is enhanced in blindness.</a> J. Neurosci. 23, 3439-3445 (2003).</li><li>Goldreich, D. &. a. m. p. ;. a. m. p., Kanics, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+of+blind+and+sighted+humans+on+a+tactile+grating+detection+task.">Performance of blind and sighted humans on a tactile grating detection task.</a> Percept. Psychophys. 68, 1363-1371 (2006).</li><li>Kontsevich, L. L. &. a. m. p. ;. a. m. p., Tyler, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bayesian+adaptive+estimation+of+psychometric+slope+and+threshold.">Bayesian adaptive estimation of psychometric slope and threshold.</a> Vision. Res. 39, 2729-2737 (1999).</li><li>Bleyenheuft, Y., Cols, C., Arnould, C. &. a. m. p. ;. a. m. p., Thonnard, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-related+changes+in+tactile+spatial+resolution+from+6+to+16+years.">Age-related changes in tactile spatial resolution from 6 to 16 years.</a> Somatosens. Mot. Res. 23, 83-87 (2006).</li><li>Johnson, K. O. &. a. m. p. ;. a. m. p., Phillips, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tactile+spatial+resolution.+I.+Two-point+discrimination,+gap+detection,+grating+resolution,+and+letter+recognition.">Tactile spatial resolution. I. Two-point discrimination, gap detection, grating resolution, and letter recognition.</a> J. Neurophysiol. 46, 1177-1192 (1981).</li><li>Gibson, G. O. &. a. m. p. ;. a. m. p., Craig, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+force+and+conformance+on+tactile+intensive+and+spatial+sensitivity.">The effect of force and conformance on tactile intensive and spatial sensitivity.</a> Exp. Brain Res. 170, 172-181 (2006).</li><li>Johnson, K. O. &. a. m. p. ;. a. m. p., Phillips, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+rotating+drum+stimulator+for+scanning+embossed+patterns+and+textures+across+the+skin.">A rotating drum stimulator for scanning embossed patterns and textures across the skin.</a> J. Neurosci. Methods. 22, 221-231 (1988).</li><li>Craig, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Grating+orientation+as+a+measure+of+tactile+spatial+acuity.">Grating orientation as a measure of tactile spatial acuity.</a> Somatosens. Mot. Res. 16, 197-206 (1999).</li><li>Killebrew, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+dense+array+stimulator+to+generate+arbitrary+spatio-temporal+tactile+stimuli.">A dense array stimulator to generate arbitrary spatio-temporal tactile stimuli.</a> J. Neurosci. Methods. 161, 62-74 (2007).</li></ol>

Die kontrollierte Abgabe von räumlich strukturierten mechanische Reize, stellt eine Herausforderung nicht im Lieferumfang der visuellen oder auditiven Reizen, für die im Handel erhältlichen Geräte (Computer, Bildschirme, Lautsprecher) verwendet werden kann, konfrontiert. Aus diesem Grund sind viele taktile Psychophysik Experimente verwendet immer noch manuelle Impulse Lieferung. Die manuelle Zustellung von taktilen Reizen ist zeitaufwendig und erfordert große Sorgfalt und Konzentration auf die Rolle des Ermittlers. Zum Beispiel Bleyenheuft et al. 4 Bericht, dass &quot;Manual Anwendung von ca. 1-2 mm der Haut senkrecht Verformung verwendet wurde ... der Prüfer war besonders aufmerksam auf jede Schubspannung zwischen der Haut und des Gitters, die die Maßnahme zu verzerren könnten, zu vermeiden. .. &quot; Vielleicht, weil manuelle Impulse Lieferung ist relativ langsam und Konzentrations-intensive, haben viele Studien mit dieser Methode ja / nein (nur ein Reiz pro Versuch) und nicht als zwei-Intervall forced choice-Protokolle eingesetzt werden. Leider, auch wenn darauf geachtet wird, verlässt manuellen Reiz Lieferung vielen Stimulusparameter unkontrolliert. Diese Parameter umfassen Reiz Kraft, onset Geschwindigkeit, die Dauer und die Stabilität des Stimulus Oberfläche auf der Haut. Von diesen Parametern, vielleicht der beste in Bezug auf ihren Einfluss auf die Leistung untersucht wird Stimulus Kraft. Die Menschen zeigen fortschreitende Verbesserung in Gitterorientierung Diskriminierung der Fingerspitze als Eindringtiefe Änderungen von 500 bis 1200 Mikron 5; Leistung ist besser bei 10 Gramm-Kraft als bei 50 Gramm-Kraft 1, obwohl keine weitere Verbesserung zwischen 50 Gramm und 200 Gramm 6 beobachtet wird. Für andere Anwendungen, wie zum Beispiel Gitter-Erkennung (die Unterscheidung zwischen einer glatten aus einer gerillten Oberfläche), steigt in Kraft deutlich verbessern die Leistung über den gesamten Bereich von 10 bis 200 Gramm 2,6. Zur Überwindung dieser Herausforderungen mit manueller Testung, haben wir das automatisierte System, TAPS. Unser Ziel beim Aufbau TAPS wurde auf eine einfache, sichere, flexible, effiziente und erschwingliche Gerät zur kontrollierten taktilen Reiz-Anwendung zu erstellen. Die kontrollierte Nutzung der Schwerkraft ist eine einfache und sichere Weg zu einem taktilen Reiz gelten. Sicherheit ist gewährleistet, da die Kraft auf der Haut nicht überschreiten kann, dass aufgrund der Schwerkraft. Die leistungsstarke Linearantrieb dient lediglich dazu, die Schwerkraft auf die Haut übertragen, und dann, um den Kontakt zu entziehen. Das Gerät ist sehr vielseitig, da sie jeden Reiz Oberflächen unterbringen bearbeitet in (oder befestigt auf) die Enden der Halb-Zoll-Durchmesser Stäbe, und kann so programmiert, dass eine Vielzahl von psychophysischen Protokollen ausgeführt werden. TAPS ist effizient, da sie setzt sich schnell Reize, und laufen kann zeitsparend adaptive Algorithmen. Schließlich sind die Komponenten von TAPS erschwinglich für kleine Stipendiaten. Die Motoren kostet ca. $ 1.500, der elektrischen Komponenten (ohne den Computer, sondern auch die PCI-Karten und Schrittmotor-Treiber), ca. 6.000 $. Ein Mini-Fräsmaschine und Zubehör kann für etwa $ 1.000 gekauft werden, oder eine professionelle Maschinist kann Mühle gemietet werden den Reiz Stücke und machen andere Kleinteile. Wir hoffen, dass dieses System von anderen repliziert werden, und dienen dazu, die Entwicklung hin zu kontrollierten taktilen Tests, die in den letzten Jahren vielversprechende Fortschritte 5,7,8,9 gesehen hat, zu fördern.

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		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Delrin plastic rods 0.5&#x201D; diameter 3&#x201D; long </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Small Parts</td>
<td>ZRD-08</td>
<td>Rods from which the stimulus pieces are made</td>
</tr>
<tr>
<td>Chrome-steel bearing, 0.5" bore diameter</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Small Parts</td>
<td>BR-08-01</td>
<td>Pivot for the rotating rod</td>
</tr>
<tr>
<td>Plastic bearing, 0.5&#x201D; bore, 1.125&#x201D; outer diameter, 0.25&#x201D; thick</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Small Parts</td>
<td>BRP-08-01</td>
<td>Wheel at end of rotating rod</td>
</tr>
<tr>
<td>Fiberglass curtain, 0.75&#x201D; thick</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>McMaster-Carr</td>
<td>9781T83</td>
<td>Sound absorbing curtain around lower table</td>
</tr>
<tr>
<td>Silicone O-rings 5/16" inside diameter</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>McMaster-Carr</td>
<td>AS568A- 011</td>
<td>To reduce vibration of stimulus pieces</td>
</tr>
<tr>
<td>Anti-Vibration Pads 2"x 2", 93 PSI max </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>McMaster-Carr</td>
<td>60105K61</td>
<td>Put under the linear actuator</td>
</tr>
<tr>
<td>Rubber sandwich mounts 1/2" H x 3/8" W </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>McMaster-Carr</td>
<td>9378K11</td>
<td>Put under linear actuator base</td>
</tr>
<tr>
<td>Stepper motor Nema 23, 3-stack </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Industrial Devices</td>
<td>S23</td>
<td>For rotating the stimulus disk</td>
</tr>
<tr>
<td>Linear rodless actuator</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Industrial Devices</td>
<td>R2S23N-105A-18-l-M35M</td>
<td>To control rotating bar movement</td>
</tr>
<tr>
<td>1 Hall effect switch &#x201C;normally open&#x201D; config. </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Industrial Devices</td>
<td>RP1</td>
<td>Actuator home sensor</td>
</tr>
<tr>
<td>2 Hall effect switches &#x201C;normally closed&#x201D; config. </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Industrial Devices</td>
<td>RP2</td>
<td>Actuator limit sensors</td>
</tr>
<tr>
<td>Micro switch</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Honeywell</td>
<td>FSG15N1A</td>
<td>Finger force sensor</td>
</tr>
<tr>
<td>Retro-reflective sensor</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Honeywell</td>
<td>FE7B-RB6VG-M</td>
<td>Piece position sensor</td>
</tr>
<tr>
<td>Motor controller board, closed-loop control</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>National Instruments</td>
<td>PCI-step-4CX</td>
<td>Mediates communication between computer and Nudrive</td>
</tr>
<tr>
<td>Nudrive stepper motor driver</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>National Instruments</td>
<td>Nudrive 4SX-211</td>
<td>Sends command voltages to the linear actuator and disk stepper motors</td>
</tr>
<tr>
<td>Data acquisition board</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>National Instruments</td>
<td>PCI-MIO-16E-1</td>
<td>Reads finger force sensor</td>
</tr>
<tr>
<td>LabVIEW</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>National Instruments</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Programming language</td>
</tr>
<tr>
<td>Valuemotion library</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>National Instruments</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Motor control routines</td>
</tr>
<tr>
<td>Photoelectric sensor</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Panasonic</td>
<td>PM-K53-C1</td>
<td>Disk home sensor</td>
</tr>
<tr>
<td>Mini milling machine</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sherline</td>
<td>2010-DRO</td>
<td>For machining the stimulus surfaces</td>
</tr>
<tr>
<td>Ohaus precision mass set</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Edmund Scientific</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Mass on rotating bar</td>
</tr>
<tr>
<td>Parrish Magic Line aluminum cake pan bottom, 9&#x201D; diam.</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sur La Table</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Rotating disk machined with square cut-outs to hold the stimulus pieces</td>
</tr>		</tbody>
		</table>
		</div>

a tactile automated passive-finger stimulator (taps)

Obwohl taktilen räumlichen Schärfe Tests in sowohl neurowissenschaftliche Forschung und die klinische Beurteilung verwendet werden, gibt es einige automatisierte Geräte für die Bereitstellung von kontrollierten räumlich strukturierte Reize auf die Haut. Folglich Ermittler oft gelten taktile Reize manuell. Manuelle Reiz Anwendung ist zeitaufwendig, erfordert große Sorgfalt und Konzentration auf die Rolle des Ermittlers, und lässt viele Stimulusparameter unkontrolliert. Wir beschreiben hier eine computergesteuerte taktilen Reiz-System, das Taktile Automated Passive-Finger-Stimulator (TAPS), die räumlich gilt strukturierte Reize auf der Haut, Controlling Beginn Geschwindigkeit, Anpresskraft und Kontaktdauer. TAPS ist eine vielseitige, programmierbare System in der Lage effizient die Durchführung einer Vielzahl von psycho-Verfahren. Wir beschreiben die Komponenten des TAPS, und zeigen, wie TAPS verwendet wird, um eine Zwei-Intervall Forced-Choice taktile Orientierung Gitter-Test zu verwalten. Entsprechende Autor: Daniel Goldreich

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A Tactile Automated Passive-Finger Stimulator TAPS

Wir beschreiben ein Computer-gesteuertes Gerät zur Untersuchung der Tastsinn: die taktile Automated Passive-Finger-Stimulator (TAPS). Wir beschreiben die Komponenten des TAPS, und zeigen, wie TAPS verwendet wird, um eine Zwei-Intervall Forced-Choice taktile Orientierung Gitter-Test zu verwalten.

Ein taktiles Automated Passive-Finger-Stimulator (TAPS)

Although tactile spatial acuity tests are used in both neuroscience research and clinical assessment, few automated devices exist for delivering ...

a-tactile-automated-passive-finger-stimulator-taps

Research

JoVE Journal

Biology

A Tactile Automated Passive-Finger Stimulator (TAPS)

13.6K Aufrufe.  Duquesne University. Wir beschreiben ein Computer-gesteuertes Gerät zur Untersuchung der Tastsinn: die taktile Automated Passive-Finger-Stimulator (TAPS). Wir beschreiben die Komponenten des TAPS, und zeigen, wie TAPS verwendet wird, um eine Zwei-Intervall Forced-Choice taktile Orientierung Gitter-Test zu verwalten.