Тактильная дискриминация

Тактильная дискриминация это способность различать информацию осязания посредством – . Соматосенсорная система — это путь нервной системы, который отвечает за эту важную способность выживания, используемую при адаптации. Существуют различные виды тактильной дискриминации. Одним из наиболее известных и наиболее исследованных является двухточечная дискриминация , способность различать два разных тактильных стимула, расположенных относительно близко друг к другу. Другие типы дискриминации, такие как графестезия и пространственная дискриминация, также существуют, но не так широко исследованы. Тактильная дискриминация может быть сильнее или слабее у разных людей, и на нее могут сильно повлиять два основных состояния: хроническая боль и слепота . Слепота увеличивает способности к тактильной различению, что чрезвычайно полезно для таких задач, как чтение шрифта Брайля . Напротив, хронические болевые состояния, такие как артрит , снижают тактильную способность человека различать. Еще одним важным применением тактильной дискриминации являются новые протезы и робототехника, которые пытаются имитировать способности человеческой руки. В этом случае тактильные сенсоры функционируют аналогично механорецепторам руки человека, дифференцируя тактильные стимулы.

Пути

Соматосенсорная система

включает Соматосенсорная система в себя несколько типов ощущений от тела. Сюда входят свет, прикосновение, боль, давление, температура и ощущение суставов/мышц. Каждый из них подразделяется на три различные области: различительное осязание, боль и температура и проприоцепция . Дискриминационное осязание включает в себя прикосновение, давление, способность распознавать вибрации и т. д. Боль и температура включают восприятие боли/количества боли и тяжести температуры. К болевой и температурной категории ощущений относятся также зуд и щекотание. Проприоцепция включает в себя рецепторы всего, что происходит под поверхностью кожи. Сюда входят ощущения в различных мышцах, суставах и сухожилиях. Каждая из этих трех категорий имеет свои собственные типы путей и рецепторов. Эти пути нацелены на мозжечок головного мозга. Этот отдел мозга постоянно отслеживает, что делают мышцы, поэтому любое потенциальное повреждение этой области может сильно повлиять на чувства.

Псевдоуниполярные биполярные нейроны

В каждом соматосенсорном пути имеется три типа нейронов: псевдоуниполярный нейрон , вторичные афферентные нейроны и третичные афферентные нейроны. Существуют также медленно адаптирующиеся рецепторы, обозначающие рецепторы, воспринимающие вмятины на коже. В этой системе также присутствуют быстро адаптирующиеся рецепторы. Пример использования медленно адаптирующегося рецептора: когда человек ломает руку, руку обездвиживают до тех пор, пока она не заживет. Он/она не хочет забывать, что рука сломана, и делать что-то, что потенциально может усугубить повреждение руки. Примером быстро адаптирующегося рецептора является надевание одежды. Сначала вы почувствуете, что носите одежду, но через некоторое время забудете, что носите одежду. Сосредоточиться на ощущении одежды на своем теле не является задачей мозга; однако, если бы вы сосредоточились на этом ощущении, вы могли бы мгновенно почувствовать контакт между вашей кожей и одеждой, которую вы носите.

Дискриминационная сенсорная система

Система различительного осязания воздействует на все, от пальцев ног до шеи и через спинной мозг. Испытываемое ощущение поступает на периферию по аксонам. Точнее, сенсорные аксоны. Этот сигнал проходит через аксон к аксону от дистального отростка к проксимальному . Проксимальный конец специфического аксона ведет в спинной мозг в дорсальной половине. Затем он движется к мозгу. Эти аксоны, которые передают сигнал от спинного мозга к головному, классифицируются как первичные афференты. Это имеет смысл, поскольку афферент определяется как проведение к чему-либо. Эти нейроны посылают сигналы в мозг. Те, которые получают синапсы нейронов, классифицируются как вторичные афференты. Эти нейроны идут в таламус, а затем образуют синапсы с другим набором нейронов, которые движутся к коре головного мозга.

Типы рецепторов

В соматосенсорном пути имеется множество типов рецепторов, в том числе:

WVSOM Тельца Мейснера

• Периферические механорецепторы . Активация этих рецепторов является первым шагом распознавания стимуляции. Углубление, как говорилось ранее, становится электрическим сигналом в периферическом отростке первичного афферентного нейрона. Это создает деполяризацию мембраны нейрона и приводит к возникновению потенциала действия, который направляется в мозжечок мозга, чтобы инициировать действие.
  • Диски Меркеля – расположены в верхней части дермы. Медленно адаптирующиеся рецепторы. Встречается как на кончиках пальцев, так и на веках.
  • Тельца Мейснера – расположены также в верхней части дермы. Встречается на безволосой коже, включая губы и веки. Это быстро адаптирующиеся рецепторы.
• Терморецепторы – это рецепторы, способные улавливать тепло. На самом деле у млекопитающих существует два типа этих рецепторов. Тот, который может определять температуру выше температуры тела, и наоборот!

Виды тактильной дискриминации

Стереогноз

Стереогноз ( тактильный гнозис ) определяется как способность различать и идентифицировать объекты посредством прикосновения при отсутствии визуального или слухового контакта. Субъекту необходимо будет распознавать температуру, пространственные свойства, текстуру и размер, чтобы прийти к точному выводу о том, что представляет собой объект. Этот тип тактильной дискриминации даст представление о состоянии теменной доли мозга. При проведении этого теста используются общие объекты, с которыми испытуемый знаком, чтобы обеспечить точность показаний и согласованность между несколькими тестами с несколькими разными испытуемыми. Используя эту форму тактильной дискриминации, практикующие врачи смогут обнаруживать и отслеживать наличие или последствия нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, из-за астереогноза , который представляет собой неспособность распознавать объекты посредством прикосновения без визуального распознавания.

Графестезия

Графестезия — это способность человека распознавать цифру или букву, написанную на его коже. Как и другие тесты на тактильную дискриминацию, этот тест представляет собой измерение осязания пациента и требует, чтобы пациент выполнял тест добровольно и без визуального контакта. Целью этой формы тактильной дискриминации является обнаружение любых дефектов в центральной нервной системе, таких как поражения ствола головного мозга , спинного мозга , таламуса или сенсорной коры . Для успешного проведения этого теста необходимо, чтобы первичные ощущения испытуемого были полностью функциональными. Тяжелое поражение центральной нервной системы предполагает потерю первичной чувствительности. Также важно, чтобы практикующий врач и пациент заранее сообщили об ориентации персонажей, а также о том, где на теле следует рисовать фигуры (обычно на ладонях). Чтобы сделать это тактильное распознавание более гибким, пациент может выбрать правильный ответ из серии изображений вместо вербального общения, если пациент страдает речевыми или языковыми нарушениями. Тест на графестезию также более универсален, чем тест на стереогноз, поскольку он не требует от пациента умения схватывать объект.

Двухточечная дискриминация

Двухточечная дискриминация (2PD) — это неврологическое обследование, при котором к поверхности части тела прикладывают две острые точки, чтобы проверить, распознает ли пациент их как два дискретных ощущения. Двухточечный порог — это наименьшее расстояние между двумя точками, которое может распознать пациент. Считается, что, проводя эту форму тактильной дискриминации, практикующие врачи смогут определить относительное количество нервов в тестируемом месте. При проведении процедуры на нужном участке тела практикующий может наносить обе точки одновременно или только одну точку. Практикующий может переключаться между ними случайным образом. Для того чтобы обследование было проведено наиболее надлежащим образом, крайне важно, чтобы между субъектом и практикующим врачом существовало четкое и открытое общение, при этом субъект находился в полном сознании и не находился под каким-либо влиянием, но в то же время не делал визуальный контакт с устройством. Эффективность двухточечной дискриминации стала предметом пристального внимания многих исследователей, несмотря на то, что она до сих пор широко используется в клинических условиях. Исследования показали, что тест 2PD плохо справляется с определением степени восстановления функции нервов после повреждения, а также с определением сенсорных нарушений в первую очередь из-за простоты, грубости и сложности этой формы тактильной дискриминации. зависимость от неофициальных данных . Научные исследования также показали, что существует несоответствие между данными, полученными в результате 2PD- тестов, и данными, полученными в результате других тестов, используемых для измерения тактильной пространственной остроты.

Двухточечная дискриминация ориентации (2POD) по сравнению с традиционной двухточечной дискриминацией (2PD)

Пространственная дискриминация

Пространственная дискриминация — это еще одна форма двухточечной дискриминации , при которой практикующий проверяет иннервацию кожи двумя тупыми кончиками циркуля (инструмента для рисования) . Как и в случае с 2PD , пациент должен уметь различать две прикладные точки. Все остальные параметры, методы и цели тактильной дискриминации пространственной дискриминации и тактильной дискриминации 2PD остаются прежними.

Приложения

Слепота

Общая клавиатура со шрифтом Брайля

Когда человек ослеп, чтобы «видеть» мир, у него обостряются другие чувства. Важным чувством для слепых является осязание, которое все чаще используется, чтобы помочь им воспринимать мир. Слепые люди показали, что их зрительная кора становится более чувствительной к слуховой и тактильной стимуляции. Брайль позволяет слепым использовать осязание, чтобы чувствовать шероховатость и расстояние различных узоров, которые можно использовать в качестве формы языка. В мозге активация затылочной коры функционально важна для тактильного чтения по Брайлю, а также соматосенсорной коры . Эти различные части мозга функционируют по-своему, и каждая из них способствует эффективности чтения шрифта Брайля слепыми. Слепые люди также в значительной степени полагаются на тактильный гнозис, пространственную дискриминацию, графестезию и двухточечную дискриминацию . По сути, затылочная кора позволяет эффективно судить о расстоянии между образцами Брайля, что связано с пространственной дискриминацией. Между тем соматосенсорная кора позволяет эффективно выносить суждения о шероховатости рисунков Брайля, что связано с двухточечной дискриминацией. Различные зрительные области мозга очень важны для слепого человека, чтобы читать шрифтом Брайля, так же, как и для зрячего человека. По сути, независимо от того, слеп человек или нет, восприятие объектов, требующее тактильной дискриминации, не ухудшается, если он не видит. При сравнении слепых и зрячих людей объем активности в их соматосенсорных и зрительных областях мозга действительно различается. Активность соматосенсорной и зрительной областей не так высока при тактильном гнозисе у людей, которые не слепы, и более активна при более визуальных стимулах, не связанных с прикосновением. Тем не менее, если сравнивать слепых и зрячих, в этих различных областях мозга существует разница, заключающаяся в том, что распознавание формы вызывает разницу в активности мозга, а также в тактильном гнозисе. Зрительная кора слепых людей активна при выполнении различных задач, связанных со зрением, включая тактильную дискриминацию, а функции коры напоминают деятельность зрячих взрослых.

Хроническая боль

Было показано, что некоторые ненейропатические хронические болевые состояния снижают остроту осязания, способность точно определять прикосновение. Существует разница между различными состояниями хронической боли и тем, как они влияют на дефицит остроты осязания. Одним из заболеваний с наиболее глубоким нарушением остроты осязания является артрит . Это состояние влияет на остроту осязания как в месте боли, так и в отдаленных от боли местах. Это говорит о том, что дефицит может быть результатом кортикальной реорганизации или переназначения коры головного мозга пациента. При других состояниях, таких как комплексный регионарный болевой синдром и хроническая боль в пояснице, нарушения наблюдаются только в месте боли. Тем не менее, другие состояния, такие как синдром жжения во рту, вообще не демонстрируют дефицита тактильной остроты. Несмотря на то, что существуют доказательства того, что некоторые хронические болевые состояния вызывают снижение остроты осязания, нет данных, позволяющих предположить, когда этот дефицит станет клинически значимым и повлияет на функцию пациента.

Роботизированная тактильная дискриминация

Ранний роботизированный протез руки, изготовленный в 1963 году. Выставлен на всеобщее обозрение в главном торговом центре Белграда.

По мере усложнения роботов и протезов конечностей потребность в датчиках, способных обнаруживать прикосновение с высокой тактильной остротой, становится все более и более необходимой. Существует множество типов тактильных датчиков, используемых для разных задач. Существует три типа тактильных датчиков. Первые, одноточечные датчики, можно сравнить с одной клеткой или усами, и они могут обнаруживать очень локальные стимулы. Второй тип датчика — это датчик с высоким пространственным разрешением, который можно сравнить с кончиком пальца человека и который необходим для остроты тактильных ощущений в роботизированных руках. Третий и последний тип тактильных датчиков представляет собой датчик с низким пространственным разрешением, который имеет остроту осязания, аналогичную коже на спине или руке. Эти датчики можно разместить по всей поверхности протеза или робота, чтобы дать ему возможность ощущать прикосновения так же, если не лучше, чем человеческий аналог.