The research and development leading to the above described vibration test was funded by the European Research Council (ERC, ADG 294678) and the German Research Council (grant, SFB665). Thanks go to the Max-Delbr&#252;ck-Center technical and support staff, Mr. R. Fischer, B. Neumann, and Mr. M. Pflaume, who provided invaluable assistance with the project.

Das Testprotokoll wurde von der Charité-Universitätsmedizin Ethikkommission genehmigt. 1. Schwingungserfassungsschwelle (VDT) <ol><li> Geräte- und Testprotokoll Assembly - Vortests <ol><li> Bauen Sie die Komponenten der Vorrichtung nach Figur 1A. Legen Sie eine glattflächige Platte (40 cm x 80 cm) auf einem Tisch. Legen Sie die Messingstange auf dem Brett. </li><li> Schließen Sie den piezoelektrischen Aktor (Vibration Stimulator) an die Steuereinheit. </li><li> Schließen Sie das Antwortfeld und die Überwachungseinrichtung an das Datenerfassungssystem (siehe Zusatzcode-Datei). </li><li> Schließen Sie das Datenerfassungssystem an einen Computer (oder Laptop) und Aktor-Steuereinheit Piezo. </li><li> Schrauben Sie die maßgeschneiderte Sonde mit dem beweglichen Teil des Piezoaktors stimulierenden (für Einzelheiten der Sonde siehe Materialien). </li><li> Montieren Sie den piezoelektrischen Aktor mit der Sonde über die ausgewogene Messingstab. </li></ol></li><li> Testprotokoll <ol><li> Script ein Testprotokoll, das die beiden Intervall Forced-Choice implementiert und transformiert-Regel nach oben und unten Methode. Siehe Zusatzcode-Datei für eine Gliederung des Skripts. </li><li> Konstruieren Sie die Wellenform des Vibrationsreiz als Sinuswelle und Reizdauer angeben, steigen und fallen Eigenschaften. <ol><li> Offene Software (zB LabChart). Wählen Sie Einstellungen&gt; Stimulator. </li><li> Wählen Sie eine benutzerdefinierte Wellenform und konfigurieren Sie die Stimulator-Optionen. Erstellen 2 Stimulus-Wellenformen zu jedem Intervall gehör (STIM1 und STIM2). HINWEIS: Die Wellenform STIM1 besteht aus 3 Teilen: einer Verzögerungszeit von 4 sec, durch eine Sinuswelle von 1,8 sec folgen, und mit einer Verzögerung von 1,8 sec (kein Stimulus). Die Wellenform stim 2 besteht aus 3 Teilen: einer Verzögerung von 4 Sekunden, gefolgt mit einer Verzögerung von 1,8 sec (kein Stimulus) und durch eine Sinuswelle von 1,8 sec. </li><li> Für die Sinuswellenform, neue variable Parameter für Frequenz und Amplitude. modify der Sinuswellenfunktion durch die folgenden Funktionen den Aufstieg und Fall der Eingabe. Anstiegswellenform: (1-e -bt) ∙ Amplitude ∙ Sinus (Frequenz), b = 9,1 Fall - Wellenform: (e -bt) ∙ Amplitude ∙ Sinus (Frequenz), b = 9,1 </li><li> Im Datenfeld des Labor-Chart, erstellen Sie den Satz von 35 Spannungsausgänge in Bezug auf die 35 Amplitudenintensitäten (oder Stufen) des Vibrationsreiz. Siehe Tabelle 1. </li></ol></li><li> Stellen Sie den Start / default Amplitude der Schwingung Impulse für die getesteten Schwingungsfrequenz im Makro-Skript für das Testverfahren (Zusatzcode-Datei Abschnitt). </li></ol></li><li> Vorbereitung und Schulung von Themen - Testing Session <ol><li> Informieren Testpersonen über das Testverfahren und haben sie unterzeichnen eine schriftliche Einverständniserklärung. Um sicherzustellen, dass Anonymität und Datenschutzanforderungen erfüllen, weisen Sie jedem Teilnehmer eine Nummer. </li><li> Setzen Sie die Fächer bequemin einem ruhigen Raum bei Temperaturen zwischen 20-30 ° C. Weisen Sie sie über den Test in einer einfachen und klaren Art und Weise, so dass der Gegenstand weiß, was während der Prüfung zu erwarten. </li><li> Legen Sie den Arm des Motivs auf dem Brett. Pad der kleine Finger mit medizinischen Teig Bewegung zu minimieren. Legen Sie die Messingstab auf der Platine, die Sonde auf dem kleinen Finger der Hand getestet zu positionieren knapp unter dem Nagelbett. Stellen Sie sicher, einen guten Kontakt zwischen der Sonde und der Haut und stellen Sie die Position der Sonde in eine horizontale Position der Wasserstand verwendet wird. Vermeiden Sie Hautkontakt mit den Rändern der kreisförmigen flachen Sonde. HINWEIS: Dadurch wird sichergestellt, dass die flache Oberfläche der Sonde um 30 g gilt (0,3 N) auf der Hautoberfläche. Scharfe Kanten können zu einer verminderten Erkennungsschwellen führen. Die schwere Masse der Messingstange verhindert die Übertragung von störenden Schwingungen aus der Umgebung der Vorrichtung und minimiert die Verlustleistung der angelegten Sinuswelle. </li><li> Vor der Prüfung erhalten die Teilnehmers mit dem Setup vertraut gemacht. In Abhängigkeit von der Testfrequenz, Gegenwart sowohl ein leicht (Stufe 23) und eine harte (Stufe 7) in Schwingungs Stimulus wahrnehmen, indem die Amplitude variierende, bis der Gegenstand eine Schwingung wahrnimmt, um sicherzustellen, dass das experimentelle Verfahren verstanden wird. </li><li> Bei Bedarf setzen Sie den Start (Standard) Amplitude bei der Frequenz so gewählt, dass das Thema leicht den Reiz erkennen kann, wenn die Testprotokoll beginnt (siehe 1.2.3). </li><li> Minimieren Wechselwirkungen zwischen Subjekt und Prüfer während der Prüfung. </li><li> Starten Sie den Test durch das Skript ausgeführt wird , der die Zwei-Alternative Forced-Choice Verfahren mit dem Aufwärts-Abwärts - adaptiven Verfahren 22 verwendet. HINWEIS: Die Aktionen in 1.3.7-1.3.12 werden vom Programm-Skript automatisiert. </li><li> In jedem Versuch, zu verwalten zufällig einen Vibrationsreiz während einer der beiden Intervalle , die visuell angezeigt an den Probanden als &quot;1&quot; und &quot;2&quot; auf dem Bildschirm des Monitors (Abbildung 1B).Haben Sie das Thema an, ob die erste oder die zweite aufeinanderfolgende Intervalle durch Drücken einer der beiden Tasten &quot;1&quot; oder &quot;2&quot; auf dem Antwortfeld, um den Vibrationsreiz enthalten. Lassen Sie das Thema eine Vermutung zu machen, wenn er oder sie sich nicht sicher ist, wenn der Reiz präsentiert wird. HINWEIS: Die Forced-Choice-Technik erfordert, dass das Thema reagiert, selbst wenn die Schwingung nicht wahrgenommen wird. </li><li> In einer Versuchsreihe, die auf maximal 9 Einzel Studien von 6 besteht, wiederholen Sie den Vibrationsreiz an einem Amplitudenpegel mindestens nacheinander sechsmal. Wenn die Antworten sind alle richtig, reduzieren die Reizintensität Niveau (minus-Regel) für die nachfolgende Versuchsreihe. </li><li> Auf der Grundlage der Entscheidungsregel des adaptiven Methode (logische Operatoren in der Skript), gewähren dem Thema mehr Studien zur Intensität gleichen Reiz, wenn das Thema Fehler in einer Versuchsreihe macht. Reduzieren Sie die Reizintensität, wenn der Reiz richtig in mindestens fünf Studien identifiziert, und falsch in weniger als 2Versuche. </li><li> Erhöhen Sie den Stimuluspegel, wenn das Thema die zwei falschen Antworten in einer Versuchsreihe macht; oder mehr als eine falsche Antwort und weniger als 5 korrekten Antworten. </li><li> Dokumentieren Sie die Änderung in Richtung der Reizintensität, als Wendepunkt. Ändern Sie die Reizintensität entsprechend Umkehrpunkt-Nummer: vor dem dritten Wendepunkt um 4 Intensitätsstufen; bei der 3. Umkehrpunkt um 2 Intensitätsstufen; (siehe für weitere Einzelheiten zusätzliche Code - Datei und 4B) um 1 Stufe anderes. </li><li> Beenden Sie den Test, wenn das Thema insgesamt 8 Umkehrungen abgeschlossen ist. </li><li> Berechnen Sie die VDT durch den Median des Reizes Amplitudenwert der letzten 6 Umkehrungen nehmen. </li></ol></li></ol> 2. Tactile Räumliche Schärfe-Test <ol><li> Bestimmen Sie taktile Sehschärfe mit einem zwei alternative forced choice Gitterorientierungstest mit dem Tactile Acuity Cube (TAC). Die TAC besteht aus 6 Seiten mit jeweilsein Gitter (bar und Nut), deren Breiten 0,75 mm, 1,25 mm, 1,75 mm, 3,0 mm, 4,5 mm und 6,0 ​​mm. </li><li> Sitz Themen in einem ruhigen Raum bei Temperaturen zwischen 20-30 ° C und weisen auf die Aufgabe. </li><li> Während des Experiments mit verbundenen Augen die Probanden mit geschirmten Brillen. Legen Sie die dominante Hand auf einem Tisch mit der Handfläche nach oben zeigt. </li><li> Bei jedem Versuch, an einem von zwei Gitterorientierungen der TAC auf die Fingerkuppe gelten: vertikal (parallel Richtung) oder horizontal (Querrichtung) zur Längsachse des Fingers ausgerichtet sind. wählen Zufällige Anordnung der Gitterorientierung für jeden Versuch. </li><li> Gelten die Gitter der TAC für 2 sec auf die Fingerkuppe des Zeigefingers, so daß der Würfel auf dem Finger (233 g) seine gesamte Gewicht ausübt. Vermeiden Sie die TAC auf der Fingerkuppe drücken. </li><li> Fragen Sie die Themen, die Orientierung der Ausrichtung zu bestimmen, bevor die Würfel aus dem Finger entfernt wird. </li><li> Vermeiden Sie Bewegung des fi des Teilnehmersnger, weil es vielleicht ein Stichwort zur Orientierung. Entsorgen Sie die Testversion, wenn der Experimentator spürt, dass der Finger bewegt hat. HINWEIS: Beachten Sie, dass kleine Fingerbewegungen könnten nicht vom Experimentator in dem Verfahren festgestellt werden. </li><li> Beschäftigen eine zwei-down und one-up adaptive Methode im Treppenhaus-Algorithmus. </li><li> Beginnen Sie mit dem größten Gitter, 6,0 mm. </li><li> Verringern Sie die Gitterbreite nach zwei korrekte Identifizierung der Orientierung (richtige Antwort). </li><li> Testen Sie die nächste, kleinere Breite und weiterhin mit der Schrittregel, bis das Objekt die Gitterbreite als Umkehrpunkt eine falsche Antwort und zu dokumentieren macht. </li><li> Erhöhen Sie die Gitterbreite schrittweise wieder, bis die beiden Orientierungen mit einer Breite wieder korrekt bestimmt werden. </li><li> Beenden Sie den Test nach Abschluss der dreizehn Umkehrungen. </li><li> Berechnen Sie die taktile Gitterorientierung Schwelle durch den Median der Gitterbreiten der letzten 10 Umkehrungen nehmen. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

Die verwendeten Techniken VDT ​​zu bewerten variieren zu Gerätespezifikationen, Hardware und Testprotokolle. Die Internationale Organisation für Normung legt die Methoden und Verfahren vibrotaktilen Schwellenwerte einschließlich Empfehlungen für die verschiedenen Komponenten eines Vibrometer (ISO 13091-1 und 2 26,27) Das beschriebene Testsystem hält sich an die entsprechenden ISO - Empfehlungen für die Prüfung Frequenzbereich zu analysieren und zu interpretieren (4-125 Hz), Verfahren (Variante von oben nach unten Treppe und gezwungen Wahl), Sondengröße (glatt schneidiges flach und rund) und der Prüfung bei Raumtemperatur. Das Setup kann mit einem Sensor ausgestattet werden, um die Sonde die Position und Verschiebung zu bestimmen und kann optional mit einem festen Surround-Isolierung der Vibrationsreiz ausgestattet werden. Die Vorteile der beschriebenen Vorrichtung liegen in den folgenden Merkmalen: die Verfügbarkeit und die einfache Montage der Komponenten; einstellbare Frequenzbereich von 1 bis 500 Hz; breite AmplitudeBereich (5 nm-90 &amp; mgr; m Verschiebung); mehrere Sondengrößen; Programmierbarkeit der Vibrationsreiz Größe und Dauer; und Vielseitigkeit zu psycho-physischen Testprotokoll mit verschiedenen adaptive Verfahren. Obwohl tragbare Systeme 28 zur Verfügung stehen, ist die Einrichtung transportierbar und hat in verschiedenen Einstellungen wie Schulen, Forschungsinstituten eingesetzt und Krankenhäuser. Forschungszentren, sollte jedoch eine gut ausgestattete Werkstatt zur Herstellung zusätzliche Werkzeuge und Geräte für den Versuchsaufbau benötigt. Es werden im Handel zusammengebaut und einsatzbereit Systeme zB Fall IV oder Medoc, aber diese Systeme sind so konfiguriert , nur eine begrenzte Anzahl von Stimuli zu liefern. Im Gegensatz dazu kann unser System verwendet werden, um ein sehr breites Spektrum von Stimulationsprotokolle zu implementieren, die nur durch die Spezifikationen des Piezoelements begrenzt verwendet. Aufgrund der Messingstange Größe, ist es nicht möglich, andere Bereiche zu testen als die Finger und Zehen. Unser Gerät verwendet keine Surround die Stimulation zu begrenzen,die getesteten Hautfläche, und es ist wahrscheinlich, dass ein breiterer Bereich größer als die tatsächliche Hautkontakt zur Sonde angeregt wird. Schließlich erfordert das Verfahren die Aufmerksamkeit von dem Subjekt über einen längeren Zeitraum, 15 min im Durchschnitt. Normalerweise sind die ersten 3 Umkehrungen eine größere Änderung in der Intensitätsstufen (4 Stufen) und einmal abgeschlossen die Schwelle höchstwahrscheinlich liegt in diesem Bereich von 4 Intensitätsstufen. Mit dem Fortschritt des Tests wird die Fein Bestimmung der Schwelle gemacht. Es gibt auch andere Abbruchkriterium , das in der adaptiven Verfahren implementiert und integriert werden könnten an anderer Stelle 29 beschrieben. Mehrere Geräteparameter , die Schwingungserfassungsschwelle sind einstellbar im Setup - 17 beeinflussen können. Dazu gehören Geräteparameter, wie beispielsweise die Kontaktfläche der Sonde auf die Haut, die Verwendung von surround die Sonde umgibt den Bereich der Stimulation zu begrenzen, die ausgewählte Schwingungsfrequenz, des Handgelenks Haltung und psycho-physischen Testalgorithmus. psycho-physischen testing Algorithmen, um die Methode der Grenzen und die Treppenverfahren eingebaut wurden verwendet, um die VDT zu bestimmen, und es gibt keinen Konsens eine bestimmte Methode begünstigt. Vibrotaktilen Schwellen variieren auf der psycho - physischen Testverfahren je 20 verwendet. Die Schätzungen der VDT für 125 Hz liegen im Bereich von 50 bis 600 nm unter Verwendung des beschriebenen adaptiven Verfahren in der psycho - physischen Protokoll und stehen im Einklang mit VDT aus anderen Studien 5,23 zuverlässig erhalten. Außerdem; Skripte für verschiedene adaptive Methoden leicht die psychophysikalischen Test zur Schwingungserfassungsschwelle zur Ausführung 25 entwickelt und integriert werden kann. Das adaptive Verfahren , das wir für die Bestimmung der Schwingungsschwelle beschrieben gewährleistet für jeden Reizstärke Niveau , dass die richtigen Antworten des Patienten sind über 76% richtig , um 22 , um die Reizstärke Treppe nach unten zu bewegen. Da es nur zwei mögliche Antworten sind, könnten eine Reihe von glücklichen Vermutungen irrtümlich ändern threshold Messungen, insbesondere bei niedrigen Reizpegeln. Aus diesem Grund haben wir eine Modifikation, die eine Reihe von Versuchen bei jeder Schwingungspegel, um solche Fehler zu minimieren, ist. Probanden, die keine Konsistenz bei Versuchsreihen zeigen - Abweichungen von mehr als 4 Stufen zwischen Umkehrpunkten - sind in der Regel von der Studie ausgeschlossen. Die Haut an Sondenkontakt und wie die Sonde verhält , während die Haut anregend sind sehr wichtig für jeden psycho - physischen Experiment auf Tastgefühl 30,31. Der Piezoaktor mit einem kompakten Dehnungsmesssensor (SGS) eine relativ hohe Bandbreite (bis zu 3 KHz) und eine sehr gute Auflösung mit guter Wiederholbarkeit (0,1% der Nennverschiebung) ausgestattet. Daher weist die piezoelektrische Vorrichtung eine hohe Zuverlässigkeit Eigenschaften vor allem wenn es auch bei hohen statischen Lasten, um feine Vertiefung kommt. Die Bewegung ist gerade, weil der piezo (PICMA Stack Piezolinearantrieb) wir in einer Führung eingebettet verwenden und dies stellt sicher, keine seitliche Motiauf. Darüber hinaus kann die Servosteuerung automatisch kompensieren Lasten oder Kräften variiert. Die Beurteilung der taktilen Sehschärfe wir hier beschrieben stützt sich auf manuelle Lieferung von taktile Reize. Der Test erfordert eine sorgfältige Anwendung der Reiz senkrecht Verformung der Haut und keine Scherverzerrungen zu erzeugen, die Hinweise zu diesem Thema zur Verfügung stellen könnten. Wir wählen eine etwas andere Methode zur Bestimmung der taktilen räumlichen Schärfe und vibrotaktile Schwelle. Wir haben entscheiden, diese nicht eine größere Schrittgröße ändern zu verwenden zunächst die TAC zu verwenden, da es mit wenigen Stufen für Gitterbreite (6 Stufen) und diese sind keine konstante oder feste Größe, sondern von größeren zu kleineren Schrittgröße ändern variieren ausgestattet ist. Die Änderung in der Größe der Gitterbreiten zwischen den ersten 3 Stufen beträgt 1,5 mm, zwischen dem 3. und 4. Ebene 1,25 mm, und 4. bis 6. 0,5 mm. Die Leistung des Subjekts in der Gitterorientierung Aufgabe ist affected durch die Tiefe des durch den taktilen Reiz verursacht Einzug, wird die Kraft, und Finger , um die Größe des Fingers 32,33. Es gibt auch andere Alternativen zur taktilen Sehschärfe cube: JVP Kuppeln und die Zweipunktunterscheidungsaufgabe. Die JVP Kuppeln sind andere Alternativen zum taktilen Würfel. Die Vorteile sind, dass die JVP Kuppeln haben 8 Gitterbreiten im Bereich von 0,35 mm bis 3,0 mm. JVP Kuppeln können taktile räumliche Schärfe der Zunge und Lippen verwendet werden 8 zu beurteilen, während 2 - Punkt - Diskriminierung Aufgabe stützt sich nicht auf die Identifizierung Gitterorientierung und ist kein gültiges Maß für die taktile räumliche Schärfe 34. Vor kurzem mit manuellen Tests verbundenen Schwierigkeiten wurden durch die Einführung eines automatisierten taktile acuity Systems verbessert , das eine zwangs Wahl Paradigma gilt für taktile Schwelle zu bestimmen Orientierungsgitter 35. Die Methoden zur Gewinnung der vibrotaktilen und taktile Sehschärfe Schwellen wir beschriebenwurden für den Einzelnen zu screenen berührungsMerkmalen 3,7,9 beschäftigt. In einer Studie von unserer Gruppe durchgeführt wird , haben wir gezeigt , dass Touch - Züge vererbbar sind, und dass bestimmte Hörstörung verursachen genetische Läsionen auch Berührungsempfindlichkeit 7 beeinflusst. Darüber hinaus können Berührungsempfindlichkeit unter verschiedenen experimentellen Bedingungen wie Wasser induzierte Fingerspitze Knittern 9 bewertet werden. Es wird wichtig sein , quantitative Messungen der VDT und taktile Sehschärfe bei Patienten mit einer möglichen Funktion zu verändern Mutationen in Genen bei der Regulierung der Empfindlichkeit Mechanorezeptor 3,7 beteiligt zu machen. Tatsächlich gab es in diesem Bereich eine jüngste Anstieg bei der Identifizierung von Genen direkt in diesen Prozess einbezogen wie Piezo2 und STOML3 1,13,14,36,37 und rasche Fortschritte ist sich sicher , neue Gene zu identifizieren , die Berührung zu regulieren. Der Einfluss von genetischen Varianten in einem solchen &quot;touch&quot; Gene werden im Idealfall in genotypisierter Patienten mit quantitativen Methoden der Psychophysik l getestet werdenike hier beschrieben.

Specialized mechanosensory receptors in the skin mediate the perception of vibration and grating orientation. Each mechanosensory receptor type is tuned to detect distinct features of tactile stimuli1,2. This property provides the psychophysical basis for a differentiated assessment of mechanosensory function by using tests that deliver simple sinusoidal oscillations (vibration) or fine gratings. It is known that psychophysical thresholds for vibration perception are lower for high than low frequency vibration3,4. Two types of rapidly adapting mechanoreceptors associated with the Meissner and Pacinian corpuscles primarily detect low (10-40 Hz) and high (100-200 Hz) frequency vibration stimuli, respectively5. It is thought that the psychophysical thresholds for vibration perception rely to a considerable extent on the activation of these two sets of mechanoreceptors at their best frequencies6,7. Tactile spatial acuity is tested by the grating orientation task to determine the finest grating whose orientation can be discriminated by a subject7-9. Merkel cell-neurite complex afferents are essential for detecting grating orientation8,10. Interestingly, there has been considerable recent progress in our understanding of the molecular basis of how mechanoreceptors detect extremely small tactile stimuli11. Mechanosensitive ion channels like Piezo2 and modulators like STOML3 have been directly implicated in the detection of fine tactile stimuli in touch receptors12-15. There are already human patients identified with function altering mutations in the Piezo2 gene and it will be important to test whether such patients have touch deficits16. 
The determination of the vibrotactile threshold relies on the delivery of a vibrating stimulus to the skin. Vibration detection thresholds vary with the vibration frequency. Vibration frequency to detection threshold curves were described by von Bekesey, Verillo, and Bolanowski, among many others, from the 1930s up to the 1990s5,17. The devices in the early days were based on shakers and power amplifiers and several devices have been commercialized and there are a lot of variation as to choice of stimulator (testing frequency), the diameter of the probe in contact with skin, the use of a surround to limit the stimulation to one area of the skin, and the testing protocol that determines the threshold (see the following references for more detailed insight on the device and testing features)18-20. Most devices usually test one site; however, there are new devices that use vertical displacement stimulators equipped with 2 probes to deliver vibratory stimuli with separation ranges that can be varied21. Also detection thresholds are measured based on vibration frequency or intensity discrimination with continuous stimulation; or with intermittent vibration stimuli with or without a masking stimulus. Therefore, we recommend that the reader be aware of the plethora of developments in this field. 
Here, we describe the components of the device and a step-by-step guide on how to conduct psychophysical tests to estimate vibration detection threshold in human subjects. We then show how to assess tactile acuity manually by using the tactile acuity cube. We use a two-interval, forced-choice paradigm: the stimulus is always presented during one of two intervals and the subject has to indicate which interval has the vibration stimulus. We employ a transformed-rule up and down as the adaptive method that executes a threshold search by changing the stimulus intensity based on the performance during the test. Both psychophysical protocols can be used by investigators as a screening tool for evaluation of alterations in touch sensitivity.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1381">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="145">
			<td height="145" style="height:145px;width:115px;">Piezo actuator</td>
			<td style="width:83px;">Physik Instrument, Germany</td>
			<td style="width:221px;">P-602.1L</td>
			<td style="width:411px;">The linear piezoelectric actuator, with integrated position sensor and motion amplifier, contains a piezoceramic material that elongates and contracts when voltage is applied. The piezoelectric actuator travels up to100 &#181;m. The actuator is equipped with a flexure guide that ensures straight motion without tilting or lateral offset. The displacement is linear and calibration is done and checked by the manufacturer. It is recommended that on-axis movement of the probe be checked under the microscope. According to the manufacturer, the stimulus amplitude dampens by less than 20% at oscillating frequencies of 1000 Hz. This can be checked by using a force or displacement measuring device (e.g. force transducer from Kleindiek).</td>
			<td style="width:555px;">The linear piezoelectric actuator, with integrated position sensor and motion amplifier, contains a piezoceramic material that elongates and contracts when voltage is applied. The piezoelectric actuator travels up to100 &#181;m. The actuator is equipped with a flexure guide that ensures straight motion without tilting or lateral offset. The displacement is linear and calibration is done and checked by the manufacturer. It is recommended that on-axis movement of the probe be checked under the microscope. According to the manufacturer, the stimulus amplitude dampens by less than 20% at oscillating frequencies of 1000 Hz. This can be checked by using a force or displacement measuring device (e.g. force transducer from Kleindiek).</td>
		</tr>
		<tr height="547">
			<td height="547" style="height:546px;width:115px;">Piezo Amplifier / Servo Controller</td>
			<td style="width:83px;">Physik Instrument, Germany</td>
			<td style="width:221px;">E-665</td>
			<td style="width:411px;">E-665 amplifier/controller drives and controls the displacement of a low-voltage piezoelectric actuator in a system with sensor position feedback (SGS sensors). The servo-controller provides the option for closed loop operation. When applying sinusoidal and oscillating stimuli the amplitude signal deviates from the set amplitude starting from 500 Hz and reaches a maximum decrease of 20% at 1000Hz.&#160;&#160;</td>
			<td style="width:555px;">E-665 amplifier/controller drives and controls the displacement of a low-voltage piezoelectric actuator in a system with sensor position feedback (SGS sensors). The servo-controller provides the option for closed loop operation. When applying sinusoidal and oscillating stimuli the amplitude signal deviates from the set amplitude starting from 500 Hz and reaches a maximum decrease of 20% at 1000Hz. &#160;</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="57" rowspan="2" style="height:57px;width:115px;">LabChart Software</td>
			<td rowspan="2" style="width:83px;">ADInstruments, USA</td>
			<td style="width:221px;">LabChart 7, MLU60/8</td>
			<td style="width:411px;">Can create, store and run macro of the psychophysical testing algorithm.&#160;</td>
			<td rowspan="2" style="width:555px;">Can create, store and run macro of the psychophysical testing algorithm.&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:18px;width:221px;"></td>
			<td style="width:411px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="35" rowspan="2" style="height:35px;width:115px;">PowerLab</td>
			<td rowspan="2" style="width:83px;">ADInstruments, USA</td>
			<td style="width:221px;">PowerLab 4/35 PL3504</td>
			<td rowspan="2" style="width:411px;">Data Acquisition Hardware. Used with LabChart software.</td>
			<td rowspan="2" style="width:555px;">Data Acquisition Hardware. Used with LabChart software.</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:18px;width:221px;"></td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:115px;">Brass bar</td>
			<td style="width:83px;">Custom-made</td>
			<td style="width:221px;"></td>
			<td colspan="2" style="width:965px;">Bar made of pure brass, weighs 15.5Kg. When the peizoelectric actuator is mounted on the brass bar it should exert a force of 30 g weight on skin surface.</td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:115px;">Monitor</td>
			<td style="width:83px;">Custom-made</td>
			<td style="width:221px;"></td>
			<td colspan="2" style="width:965px;">To mark the 1st and the 2nd interval. The monitor indicates to the subject the time intervals during which the stimulus may be presented.</td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:115px;">Response box</td>
			<td style="width:83px;">Custom-made</td>
			<td style="width:221px;"></td>
			<td colspan="2" style="width:965px;">The subject indicates the interval at which stimulus occurred.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:115px;">Board&#160;</td>
			<td style="width:83px;">Custom-made</td>
			<td style="width:221px;"></td>
			<td colspan="2" style="width:965px;">Upper surface should be smooth (Plastic), lower surface made of foam to prevent stray vibration ot be transmitted to the stimulating pobe.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="71">
			<td height="71" style="height:71px;width:115px;">Probe</td>
			<td style="width:83px;">Custom-made</td>
			<td style="width:221px;"></td>
			<td colspan="2" style="width:965px;">A flat circular probe with smoothed edges (thermoplastic material) attached to a screw head. The screw should be of appropriate size to be tightened directly to the moving part of piezoelectric actuator. Size of the probe can be according to preference; in our case, diameter 8.21mm and surface area 52.9mm2.</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;width:115px;">Labchart Script</td>
			<td style="width:83px;"></td>
			<td style="width:221px;"></td>
			<td colspan="2" style="width:965px;">Can be sent on request. See supplementary code file.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="51">
			<td height="51" style="height:51px;width:115px;">Tactile Acuity Cube</td>
			<td style="width:83px;">MedCore</td>
			<td style="width:221px;"></td>
			<td colspan="2" style="width:965px;">The cube is comprised of 6 sides each containing a grating (bar and groove) whose widths are 0.75, 1.25, 1.75, 3.0, 4.5, and 6.0 mm.&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measurement of vibration detection threshold and tactile spatial acuity in human subjects

Tests that allow the precise determination of psychophysical thresholds for vibration and grating orientation provide valuable information about mechanosensory function that are relevant for clinical diagnosis as well as for basic research. Here, we describe two psychophysical tests designed to determine the vibration detection threshold (automated system) and tactile spatial acuity (handheld device). Both procedures implement a two-interval forced-choice and a transformed-rule up and down experimental paradigm. These tests have been used to obtain mechanosensory profiles for individuals from distinct human cohorts such as twins or people with sensorineural deafness.

Der piezoelektrische Aktor bietet die Vibrationsreiz zum Thema. Der Vibrations Stimulus hat eine Gesamtdauer von 1,8 sec und wird während einer Probe während der ersten oder zweiten Intervalls (2A) nur einmal dargestellt. Die Anstiegs- und Abfallzeit zu Beginn und Offset des Stimulus wird durch die Funktionen bestimmt , (1-e -bt) ∙ Amplitude ∙ sine (Frequenz) und (e -bt) ∙ Amplitude ∙ sine (Frequenz) sind, wobei b wird bei 9,1 festgelegt. Die Anstiegs- und Abfallzeit zu Beginn und Offset sind 500 und 600 ms sind, und sind unabhängig von der Testfrequenz und Amplitude. Die Dauer des Reizes zwischen dem Beginn und Phasen-Offset beträgt 700 msec. Der allmähliche Anstieg und Abfall sorgt für einen reibungslosen Reiz Lieferung. Schwingungserfassungsschwellen sind abhängig von Stimulationsfrequenz, weil sie von verschiedenen Senso vermittelt werden,ry-Rezeptoren. Nach der menschlichen psycho - physischen Stimmungskurve liegen Schwellen zwischen ~ 20 nm bis ~ 45 um 5. Daher wird ein Satz von 35 Stimulationsstufen (Bereich von 18 nm bis 45 &amp; mgr; m) der Schwingungswellenform ist so aufgebaut , (2B) , dessen Amplitudenwerte angeordnet sind logarithmisch (Basis 10; Stimulus n + 1 = 10 0,1 ∙ Stimulus n). Dieser Bereich von Amplituden ist so konzipiert, bei Frequenzen zu ermöglichen, 1-250 Hz bis hin zu testen. Die Ausgangsreizamplitude ist in der Regel über dem durchschnittlichen Schwingungserfassungsschwelle für eine bestimmte Schwingungsfrequenz Test eingestellt. Frühere Beobachtungen auf Frequenzabstimmung Kurven sowohl von psycho - physischen Studien gemessene mittlere Detektionsschwelle um 300 nm für Hochfrequenz erhalten (&gt; 100 Hz) Stimuli und ~ 3 um für niedrigere Frequenzen (&lt;40 Hz) 5,23,24. Das Verhältnis der Antriebseingangsspannung zu the Ausgang Verschiebung des piezoelektrischen Aktuators durch den DMS - Sensor (SGS) bei 10 und 125 Hz gemessen , sind in den 3A und 3B veranschaulicht. Die Beziehung ist linear (Korrelationskoeffizient, r 2 = 0,9992) für den Satz von Vibrationsintensitäten verwendet (Abbildung 3C). Es gab eine nahezu identische Beziehung zwischen Eingangsspannung und Ausgangs Verschiebung bei sinusförmigen Wellenformen von 20 nm Amplitude (Figur 3D). In 4 ist eine typische Testsitzung in dem die Schwingungserfassungsschwelle an der rechten kleinen Finger wird bei 125 Hz bestimmt. Die Schwellensuche beginnt mit einem Reiz, der über dem Schwellenwert von Amplitudenpegel 23 (676 nm Verschiebung) ist. Die experimentelle Sitzung besteht aus mehreren Reihe von einzelnen Studien. Eine Serie besteht aus bis zu 9 Einzelversuche an einem Vibrationsreiz Ebene angewendet. Eine Abnahme in stimuluim allgemeinen s Intensität (Pegel) erfordert mindestens sechs aufeinanderfolgenden richtigen Antworten (4A). Eine Änderung in der Richtung der Reizintensität markiert einen Wendepunkt in Versuchsreihe Spur und erfordert mindestens zwei falsche Antworten. Das Ausmaß der Veränderung der Reizintensität ist abhängig von der Auflösung Nummer. Zu schnell für die Schwellenwertsuche wird die Reizstärke in Schritten von 4 Stufen geändert, wenn die Anzahl der Umkehrungen kleiner als 3 ist, gefolgt von zwei Ebenen an der 3. Umkehr (Aufwärtsrichtung). Ansonsten ändert sich die Reizintensität in 1-level Schritten fein die Schwelle (4B) bestimmen. Die Schwelle des Motivs ist durch die Umwandlung der mittlere Reizintensität der letzten 6 Umkehrpunkten berechnet; in diesem Fall 401 nm. Die transformierte-Regel nach oben und unten Verfahren konvergiert gegen den Schwellenwert, bei dem 75% der Antworten richtig sind. Dies wurde auf der Antwortsequenzen berechnet basierend auf einer Abwärts Regel führt die folgende Verwendung<html> Formel: p 6 + 6p 6 (1-p) + 6p 6 (1-p) 2, wobei p die Wahrscheinlichkeit einer korrekten Antwort ist... Im gleichen Thema wurde das taktile Würfel Experiment durchgeführt (Abbildung 5). Jeder Versuch besteht aus 2 Stimulationen. Ein Zwei-down und one-up-Regel angewendet wird, und das Experiment endet nach 13 Umkehrpunkten. Die taktile Sehschärfe Schwelle beträgt 1,6 mm ist der Medianwert der Gitterbreiten der letzten 10 Umkehrpunkte ist. Die 2-Down- und 1-up konvergiert Treppe Regel auf eine 71% korrekte Schwelle 25. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/52966/52966fig1.jpg" /> Abbildung 1: schematische Darstellung der Setup - Komponenten für die Messung der vibrotaktilen Schwellen (A) und einem typischen Testversuch (B).e.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Bitte hier klicken, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/52966/52966fig2.jpg" /> Abbildung 2: Physikalische Eigenschaften des Schwingungs Stimulus (A) Schematische Darstellung der Anregungskurve.. (B) für die Schwingungsamplituden Stimuli (die x-Achse eine logarithmische Skala). Der schwarze Kreis bezeichnet die Ausgangsamplitude Stärke für Vibrationstests bei 125 Hz. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52966/52966fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52966/52966fig2large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/52966/52966fig3.jpg" /> Abbildung 3: Beziehung der Antriebseingangsspannung zu Ausgangs Verschiebung des piezoelektrischen Aktuators bei 10 Hz und 125Hz sinusförmigen Eingangswellenform (A und B), von der SGS integrierten Sensor gemessen. (C) die Beziehung zwischen der 125 Hz Antriebseingangsspannung und der gemessenen Ausgangs Verschiebungen für den Satz von Vibrationsintensitätspegel in Tests verwendet. (D) nahezu identische Eingangsspannung Ausgangs Verschiebung bei der niedrigsten Intensitätsstufe, 20 nm. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52966/52966fig3large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52966/52966fig3large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/52966/52966fig4.jpg" /> Abbildung 4:. Eine typische Leistung eines Subjekts wird auf die Wahl gezwungen Vibrations - Erkennungstest Zwei Intervall (A) gezeigt die Antworten des Subjekts (richtig, offene Kreise, falsch, schwarze Kreise) gegen die Versuchsreihe Nummer aufgetragen. (B) ein Diagramm depicSchritt für die Schwellensucht Größen und Richtung ting das adaptive Verfahren , die sowohl durch eine Änderung (dh zunehmender und abnehmender Pegel) über eine Reihe von Studien. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52966/52966fig4large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52966/52966fig4large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Abbildung 5" src="/files/ftp_upload/52966/52966fig5.jpg" /> . Abbildung 5: Typische Leistung eines Subjekts auf der Zwei Alternative Forced-Choice - Algorithmus für die Gitterorientierung Aufgabe , die taktile Sehschärfe Würfel mit den Antworten des Subjekts (richtig, offene Kreise, falsch, schwarze Kreise) aufgetragen gegen die Probenummer . <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52966/52966fig5large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52966/52966fig5large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td colspan="6"> Stimuluns Ebenen und die entsprechenden Ausgangsspannungen (V) für Reizamplituden </td></tr><tr><td colspan="6"> (1 V = 10 um Verschiebungsamplitude) </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 0,00179 </td><td> 13 </td><td> 0,02839 </td><td> 25 </td><td> 0,45 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 0,00226 </td><td> 14 </td><td> 0,03574 </td><td> 26 </td><td> 0,56652 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 0,00284 </td><td> 15 </td><td> 0,045 </td><td> 27 </td><td> 0,7132 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 0,00357 </td><td> 16 </td><td> 0,05665 </td><td> 28 </td><td> 0,89787 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 0,0045 </td><td> 17 </td><td> 0,07132 </td><td> 29 </td><td> 1,13035 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 0,00567 </td><td> 18 </td><td> 0,08979 </td><td> 30 </td><td> 1,42302 </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 0,00713 </td><td> 19 </td><td> 0,11303 </td><td> 31 </td><td&gt; 1,79148 </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 0,00898 </td><td> 20 </td><td> 0,1423 </td><td> 32 </td><td> 2,25534 </td></tr><tr><td> 9 </td><td> 0,0113 </td><td> 21 </td><td> 0,17915 </td><td> 33 </td><td> 2,83931 </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 0,01423 </td><td> 22 </td><td> 0,22553 </td><td> 34 </td><td> 3,57448 </td></tr><tr><td> 11 </td><td> 0,01791 </td><td> 23 </td><td> 0,28393 </td><td> 35 </td><td> 4.5 </td></tr><tr><td> 12 </td><td> 0,02255 </td><td> 24 </td><td> 0,35745 </td><td></td><td></td></tr></tbody></table> Tabelle 1: Stimuluspegel und die entsprechenden Ausgangsspannungen (V) für Reizamplituden.

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Measurement of Vibration Detection Threshold and Tactile Spatial Acuity in Human Subjects

Hier präsentieren wir Protokolle Schwingungserfassungsschwellen und taktile Sehschärfe mit psycho-physischen Methoden im Menschen zu bestimmen.

Die Messung der Schwingungserfassungsschwelle und Tactile Spatial Acuity in Human Subjects

Tests that allow the precise determination of psychophysical thresholds for vibration and grating orientation provide valuable information about ...

measurement-vibration-detection-threshold-tactile-spatial-acuity

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Behavior

12.6K Aufrufe.  Charite Universitätsmedzin, Campus Virchow Klinikum und Campus Charite Mitte.  Hier präsentieren wir Protokolle Schwingungserfassungsschwellen und taktile Sehschärfe mit psycho-physischen Methoden im Menschen zu bestimmen. 

Serie: Measurement of Vibration Detection Threshold and Tactile Spatial Acuity in Human Subjects

Quantitative Assessment of Cortical Auditory-tactile Processing in Children with Disabilities

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology to quantitatively assess children&#39;s cortical processing of light touch, speech sounds and the multisensory processing of the 2 stimuli, without requiring active subject participation or causing children discomfort. To accomplish this we developed a dual channel, time and strength calibrated air puff stimulator that allows both tactile stimulation and sham control. We combined this with the use of event-related potential methodology to allow for high temporal resolution of signals from the primary and secondary somatosensory cortices as well as higher order processing. This methodology also allowed us to measure a multisensory response to auditory-tactile stimulation.

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology to quantitatively assess infants and children&#39;s cortical processing of light touch, speech sounds, and the multisensory processing of the 2 stimuli, without requiring active subject participation or causing discomfort in vulnerable patients.

Quantitative Bewertung der kortikalen Auditory-taktile Verarbeitung bei Kindern mit Behinderungen

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology ...

Forschung

Verhalten

Performing Behavioral Tasks in Subjects with Intracranial Electrodes

Patients having stereo-electroencephalography (SEEG) electrode, subdural grid or depth electrode implants have a multitude of electrodes implanted in different areas of their brain for the localization of their seizure focus and eloquent areas. After implantation, the patient must remain in the hospital until the pathological area of brain is found and possibly resected. During this time, these patients offer a unique opportunity to the research community because any number of behavioral paradigms can be performed to uncover the neural correlates that guide behavior. Here we present a method for recording brain activity from intracranial implants as subjects perform a behavioral task designed to assess decision-making and reward encoding. All electrophysiological data from the intracranial electrodes are recorded during the behavioral task, allowing for the examination of the many brain areas involved in a single function at time scales relevant to behavior. Moreover, and unlike animal studies, human patients can learn a wide variety of behavioral tasks quickly, allowing for the ability to perform more than one task in the same subject or for performing controls. Despite the many advantages of this technique for understanding human brain function, there are also methodological limitations that we discuss, including environmental factors, analgesic effects, time constraints and recordings from diseased tissue. This method may be easily implemented by any institution that performs intracranial assessments; providing the opportunity to directly examine human brain function during behavior.

Patients implanted with intracranial electrodes provide a unique opportunity to record neurological data from multiple areas of the brain while the patient performs behavioral tasks. Here, we present a method of recording from implanted patients that can be reproducible at other institutions with access to this patient population.

Darstellende Behavioral Aufgaben bei Patienten mit Hirnelektroden

Patients having stereo-electroencephalography (SEEG) electrode, subdural grid or depth electrode implants have a multitude of electrodes implanted in ...

Testing Tactile Masking between the Forearms

Masking, in which one stimulus affects the detection of another, is a classic technique that has been used in visual, auditory, and tactile research, usually using stimuli that are close together to reveal local interactions. Masking effects have also been demonstrated in which a tactile stimulus alters the perception of a touch at a distant location. Such effects can provide insight into how components of the body's representations in the brain may be linked. Occasional reports have indicated that touches on one hand or forearm can affect tactile sensitivity at corresponding contralateral locations. To explore the matching of corresponding points across the body, we can measure the spatial tuning and effect of posture on contralateral masking. Careful controls are required to rule out direct effects of the remote stimulus, for example by mechanical transmission, and also attention effects in which thresholds may be altered by the participant's attention being drawn away from the stimulus of interest. The use of this technique is beneficial as a behavioural measure for exploring which parts of the body are functionally connected and whether the two sides of the body interact in a somatotopic representation. This manuscript describes a behavioural protocol that can be used for studying contralateral tactile masking.

Here we explore contralateral tactile masking between the forearms in which tactile detection thresholds are modulated by vibration applied to a remote site. The details of which remote sites have an effect can tell us about how the body is represented in the brain.

Testing Tactile Maskierung zwischen den Unterarmen

Masking, in which one stimulus affects the detection of another, is a classic technique that has been used in visual, auditory, and tactile research, ...

Determining Pain Detection and Tolerance Thresholds Using an Integrated, Multi-Modal Pain Task Battery

Human pain models are useful in the assessing the analgesic effect of drugs, providing information about a drug&#39;s pharmacology and identify potentially suitable therapeutic populations. The need to use a comprehensive battery of pain models is highlighted by studies whereby only a single pain model, thought to relate to the clinical situation, demonstrates lack of efficacy. No single experimental model can mimic the complex nature of clinical pain. The integrated, multi-modal pain task&#160;battery presented here encompasses the electrical stimulation task, pressure stimulation task, cold pressor task, the UVB inflammatory model which includes a thermal task and a paradigm for inhibitory conditioned pain modulation. These human pain models have been tested for predicative validity and reliability both in their own right and in combination, and can be used repeatedly, quickly, in short succession, with minimum burden for the subject and with a modest quantity of equipment. This allows a drug to be fully characterized and profiled for analgesic effect which is especially useful for drugs with a novel or untested mechanism of action.

Human pain models are valuable tools used to assess the analgesic potential of novel compounds and predict their clinical efficacy, especially when used in an integrated manner. Although implementation of these models is complex, with proper execution, the pain models described in this protocol can provide predictive and reliable results.

Die Bestimmung Schmerzerkennung und Toleranzschwellen mit Hilfe eines integrierten, Multi-Modal Schmerz Task-Batterie

Human pain models are useful in the assessing the analgesic effect of drugs, providing information about a drug&#39;s pharmacology and identify ...

The (Spatial) Memory Game: Testing the Relationship Between Spatial Language, Object Knowledge, and Spatial Cognition

The memory game paradigm is a behavioral procedure to explore the relationship between language, spatial memory, and object knowledge. Using two different versions of the paradigm, spatial language use and memory for object location are tested under different, experimentally manipulated conditions. This allows us to tease apart proposed models explaining the influence of object knowledge on spatial language (e.g., spatial demonstratives), and spatial memory, as well as understanding the parameters that affect demonstrative choice and spatial memory more broadly. Key to the development of the method was the need to collect data on language use (e.g., spatial demonstratives: &#34;this/that&#34;) and spatial memory data under strictly controlled conditions, while retaining a degree of ecological validity. The language version (section 3.1) of the memory game tests how conditions affect language use. Participants refer verbally to objects placed at different locations (e.g., using spatial demonstratives: &#34;this/that red circle&#34;). Different parameters can be experimentally manipulated: the distance from the participant, the position of a conspecific, and for example whether the participant owns, knows, or sees the object while referring to it. The same parameters can be manipulated in the memory version of the memory game (section 3.2). This version tests the effects of the different conditions on object-location memory. Following object placement, participants get 10 seconds to memorize the object&#39;s location. After the object and location cues are removed, participants verbally direct the experimenter to move a stick to indicate where the object was. The difference between the memorized and the actual location shows the direction and strength of the memory error, allowing comparisons between the influences of the respective parameters.

The Spatial Memory Game: Testing the Relationship Between Spatial Language, Object Knowledge, and Spatial Cognition

We present a protocol to explore the relationship between spatial language production, spatial memory, and object knowledge. The procedure allows experimental manipulation of, and control over, conditions of object knowledge, language at instruction, and physical location, thus teasing apart cognitive and linguistic models describing interactions between these variables.

Die (räumliche) Memory-Spiel: Prüfung der Beziehung zwischen räumlichen Sprache, Objekt wissen und räumliche Wahrnehmung

The memory game paradigm is a behavioral procedure to explore the relationship between language, spatial memory, and object knowledge. Using two different ...

Whole Body Vibration Methods with Survivors of Polio

The purpose of the original study was to examine the use of whole body vibration (WBV) on polio survivors with and without post-polio syndrome as a form of weight bearing exercise. The goal of this article is to highlight the strengths, limitations, and applications of the method used. Fifteen participants completed two intervention blocks with a wash-out period in between the blocks. Each block consisted of twice a week (four weeks) WBV interventions, progressing from 10 to 20 min per session. Low intensity (peak to peak displacement 4.53 mm, frequency 24 Hz, g force 2.21) and higher intensity (peak to peak displacement 8.82 mm, frequency 35 Hz, g force 2.76) WBV blocks were used. Pain severity significantly improved in both groups following higher intensity vibration. Walking speed significantly improved in the group who participated in higher intensity intervention first. No study-related adverse events occurred. Even though this population can be at risk of developing overuse-related muscle weakness, fatigue, or pain from excessive physical activity or exercise, the vibration intensity levels utilized did not cause significant muscle weakness, pain, fatigue, or sleep disturbances. Therefore, WBV appears to provide a safe method of weight bearing exercise for this population. Limitations included the lack of measurement of reflexes, muscular activity, or circulation, the difficulty in participant recruitment, and insufficient strength of some participants to stand in recommended position. Strengths included a standard, safe protocol with intentional monitoring of symptoms and the heterogeneity of the participants in their physical abilities. An application of the methods is the home use of WBV to reduce the barriers associated with going to a facility for weight bearing exercise for longer term interventions, and benefits for conditions such as osteoporosis, particularly for aging adults with mobility difficulties due to paralysis or weakness. Presented method may serve as a starting point in future studies.

The goal of this article is to highlight the strengths, limitations, and applications of the method used with whole body vibration on polio survivors with and without post-polio syndrome as a feasible and safe form of weight bearing exercise.

Ganzkörper-Vibration-Methoden mit Überlebenden des Polio

The purpose of the original study was to examine the use of whole body vibration (WBV) on polio survivors with and without post-polio syndrome as a form ...

Applying Incongruent Visual-Tactile Stimuli during Object Transfer with Vibro-Tactile Feedback

The application of incongruent sensory signals that involves disrupted tactile feedback is rarely explored, specifically with the presence of vibrotactile feedback (VTF). This protocol aims to test the effect of VTF on the response to incongruent visual-tactile stimuli. The tactile feedback is acquired by grasping a block and moving it across a partition. The visual feedback is a real-time virtual presentation of the moving block, acquired using a motion capture system. The congruent feedback is the reliable presentation of the movement of the block, so that the subject feels that the block is grasped and see it move along with the path of the hand. The incongruent feedback appears as the movement of the block diverts from the actual movement path, so that it seems to drop from the hand when it is actually still held by the subject, thereby contradicting the tactile feedback. Twenty subjects (age 30.2 &#177; 16.3) repeated 16 block transfers, while their hand was hidden. These were repeated with VTF and without VTF (total of 32 block transfers). Incongruent stimuli were presented randomly twice within the 16 repetitions in each condition (with and without VTF). Each subject was asked to rate the difficulty level of performing the task with and without the VTF. There were no statistically significant differences in the length of the hand paths and durations between transfers recorded with congruent and incongruent visual-tactile signals &#8211; with and without the VTF. The perceived difficulty level of performing the task with the VTF significantly correlated with the normalized path length of the block with VTF (r = 0.675, p = 0.002). This setup is used to quantify the additive or reductive value of VTF during motor function that involves incongruent visual-tactile stimuli. Possible applications are prosthetics design, smart sport-wear, or any other garments that incorporate VTF.

We present a protocol to apply incongruent visual-tactile stimuli during an object transfer task. Specifically, during block transfers, performed while the hand is hidden, a virtual presentation of the block shows random occurrences of false block drops. The protocol also describes adding vibrotactile feedback while performing the motor task.

Anwendung der indikierten visuellen Stimuli während der Objektübertragung mit Vibro-Taktile Feedback

The application of incongruent sensory signals that involves disrupted tactile feedback is rarely explored, specifically with the presence of vibrotactile ...

Measurement of Spatial Stability in Precision Grip

The purpose of the protocol is to indirectly evaluate the direction of the finger force during manipulation of a handheld object based on the biomechanical relationships in which deviated force direction causes center of pressure (COP) replacement. To evaluate this, a thin, flexible, and high spatial resolution pressure sensor sheet is used. The system allows measurement of the COP trajectory in addition to the force amplitude and its temporal regulation. A series of experiments found that increased trajectory length reflected a sensorimotor deficit in stroke patients, and that decreased COP trajectory reflects a compensatory strategy to avoid an object slipping from the hand grip in the elderly. Moreover, the COP trajectory could also be decreased by dual task interference. This article describes the experimental procedure and discusses how finger COP contributes to an understanding of the physiology and pathophysiology of grasping.

The goal of this protocol is to measure the center of pressure (COP) replacement using a high spatial resolution sensor sheet to reflect the spatial stability in a precision grip. The use of this protocol could contribute to greater understanding of the physiology and pathophysiology of grasping.

Messung der räumlichen Stabilität im Präzisionsgriff

The purpose of the protocol is to indirectly evaluate the direction of the finger force during manipulation of a handheld object based on the ...

Impact of High-intensity Interval Exercise and Moderate-Intensity Continuous Exercise on the Cardiac Troponin T Level at an Early Stage of Training

An elevation in cardiac troponin T (cTnT), as a highly specific biomarker of cardiomyocyte damage, after moderate-intensity continuous exercise (MCE) has been described. The exercise-induced cTnT response distorts the diagnostic role of the cTnT assay. Although high-intensity interval exercise (HIE) is growing in popularity and concerns remain about its safety, available data related to cTnT release after HIE is limited, which hampers the use of HIE as a health intervention. Here, we present three representative HIE protocols [traditional HIE (repeated 4 min cycling at 90% V&#775;O2max interspersed with 3 min rest, 200 kJ/session); sprint interval exercise (SIE, repeated 1 min cycling at 120% V&#775;O2max interspersed with 1.5 min rest, 200 kJ/session); and repeated sprint exercise (RSE, 40 x 6 s all-out sprints interspersed with 9 s rest)] and one representative MCE protocol (continuous cycling exercise at an intensity of 60% V&#775;O2max, 200 kJ/session). Forty-seven sedentary, overweight young women were randomly assigned to one of four groups (HIE, SIE, RSE, and MCE). Six bouts of respective exercise were performed by every single group, with each being 48 h apart. Meanwhile, for four groups, the duration of the entire testing period was identical, being 10 days. Before and after the first and final exercise bouts, an assessment was conducted of cTnT. The current study provides a frame of reference giving a clear picture of how a specific exercise session affects the circulating cTnT concentration at the early stage of training. The information may assist with clinical interpretations of post-exercise cTnT elevation and guide the prescription of exercise, especially for HIE.

Here, we present protocols of high-intensity interval and moderate-intensity continuous exercise to observe the response of circulating cardiac troponin T (cTnT) concentration to acute exercise over 10 days. The information may assist with clinical interpretations of post-exercise cTnT elevation and guide the prescription of exercise.

Auswirkungen von High-Intensity-Intervall-Übung und moderate Intensität kontinuierliche Übung auf dem kardialen Troponin T-Niveau in einem frühen Stadium des Trainings

An elevation in cardiac troponin T (cTnT), as a highly specific biomarker of cardiomyocyte damage, after moderate-intensity continuous exercise (MCE) has ...

An Inertial Measurement Unit Based Method to Estimate Hip and Knee Joint Kinematics in Team Sport Athletes on the Field

Current athlete monitoring practice in team sports is mainly based on positional data measured by global positioning or local positioning systems. The disadvantage of these measurement systems is that they do not register lower extremity kinematics, which could be a useful measure for identifying injury-risk factors. Rapid development in sensor technology may overcome the limitations of the current measurement systems. With inertial measurement units (IMUs) securely fixed to body segments, sensor fusion algorithms and a biomechanical model, joint kinematics could be estimated. The main purpose of this article is to demonstrate a sensor setup for estimating hip and knee joint kinematics of team sport athletes in the field. Five male subjects (age 22.5 &#177; 2.1 years; body mass 77.0 &#177; 3.8 kg; height 184.3 &#177; 5.2 cm; training experience 15.3 &#177; 4.8 years) performed a maximal 30-meter linear sprint. Hip and knee joint angles and angular velocities were obtained by five IMUs placed on the pelvis, both thighs and both shanks. Hip angles ranged from 195&#176; (&#177; 8&#176;) extension to 100.5&#176; (&#177; 8&#176;) flexion and knee angles ranged from 168.6&#176; (&#177; 12&#176;) minimal flexion and 62.8&#176; (&#177; 12&#176;) maximal flexion. Furthermore, hip angular velocity ranged between 802.6 &#176;&#183;s-1 (&#177; 192 &#176;&#183;s-1) and -674.9 &#176;&#183;s-1 (&#177; 130 &#176;&#183;s-1). Knee angular velocity ranged between 1155.9 &#176;&#183;s-1 (&#177; 200 &#176;&#183;s-1) and -1208.2 &#176;&#183;s-1 (&#177; 264 &#176;&#183;s-1). The sensor setup has been validated and could provide additional information with regard to athlete monitoring in the field.&#160;This may help professionals in a daily sports setting to evaluate their training programs, aiming to reduce injury and optimize performance.

Monitoring athletes is essential for improving performance and reducing injury risk in team sports. Current methods to monitor athletes do not include the lower extremities. Attaching multiple inertial measurement units to the lower extremities could improve monitoring athletes in the field.

Eine inertial Measurement Unit Based Method zur Schätzung der Hüft- und Kniegelenkkinematik bei Teamsportsportlern auf dem Feld

Current athlete monitoring practice in team sports is mainly based on positional data measured by global positioning or local positioning systems. The ...