二点弁別（2PD）とは、皮膚に接触している2つの近接した物体が、1つの点ではなく、真に異なる2つの点であることを識別する能力です。神経学的検査では、2つの鋭い点を用いて検査されることが多く[1] : 632  [2] : 71  、皮膚の特定の領域がどれだけ細かく神経支配されているかを反映すると考えられています。

臨床の場では、二点弁別法は触覚知覚を評価するための広く用いられている手法である。[3]この手法は、患者が主観的に感じていることを報告できる能力および／または報告する意思に基づいており、患者は目を閉じた状態で実施する必要がある。[4]セラピストは、ノギスを使用することも、単に形を変えたペーパークリップを使用することもできる。[5]セラピストは、検査対象部位（指、腕、脚、つま先など）の 1 点または 2 点で、患者をランダムに交互に触ることもできる。[4]患者は、1 点または 2 点のどちらを感じたかを報告してもらう。2 つの異なる刺激を知覚できる最小の 2 点間距離が、患者の二点閾値として記録される。[6]両肢のパフォーマンスを比較して差異を調べることができる。この検査は臨床で現在でも広く用いられているが、多くの研究者から触覚空間認識力の有効な指標ではないとして厳しく批判されており、この検査に代わる、評価の高いいくつかの代替検査が提案されている。

正常なパフォーマンスと障害のあるパフォーマンス

触覚受容器の密度と体性感覚皮質における表現は、身体部位によって異なります。通常、人は指先では2～8mm離れた2点を認識できます。唇では2～4mm、手のひらでは8～12mm、脛や背中では30～40mmです（これらの点が同じ皮膚分節にあると仮定した場合）。[1] : 632 後索内側毛帯路は、微細で識別的な触覚に関する情報を伝達する役割を担っています。そのため、この路や末梢神経の損傷によって2点の識別能力が損なわれる可能性があります。[6]

批判

2点式テストは臨床的に広く用いられていますが、多くの研究から蓄積されたエビデンスは、2PDが触覚空間認識力の指標として欠陥があることを示唆しています。研究によると、2点式テストは感度が低く、感覚障害を検出できない、または過小評価する可能性があること[7] [8]、神経損傷および修復後の機能回復の追跡が不十分であること[9] [8] [10]、再検査信頼性が低いこと[11]、格子方向弁別などの触覚空間認識力の検証済み指標との相関性がないことが示されています[8] [12]。2点式テストは、被験者間および被験者内でのパフォーマンスに大きなばらつきがあること、被験者が「1」と「2」を比較して報告する際に用いる主観的な基準に依存していること、そして測定された2点式閾値が皮膚の受容器間隔を（非現実的に）はるかに下回る可能性があるため、「信じられないほど良い」パフォーマンスになることなど、批判されてきました。[13] [14] [15] [16] [17]

2点を正確に同時に押さなくても、時間的に区別できる神経活動を誘発する可能性があることは、以前から認識されてきました。2点が1点と区別されるのは、2点が空間的に知覚されるからではなく、2つの接触が時間的に知覚されるからです。[18] [15]さらに、神経生理学的記録では、2点が受容体集団において1点とは異なる数の活動電位を誘発することが示されています。2点が1点と区別されるのは、2点が実際に知覚されるからではなく、単に2点配置が異なる全体的な反応の強度を生み出すからです。[19] [20] まとめると、2点課題は非空間的な時間的手がかりと非空間的な強度的手がかりの両方を提示する可能性があります。注意深い参加者にとって、これらの意図しない非空間的手がかりは、たとえ参加者の空間分解能よりも点が近い距離に配置されていても、1点と比較して2点の存在を示す可能性があります。[16]

これらの観察に基づき、複数の研究者が2PD課題の使用に対して強い警告を発している。ある論文の著者らは、「神経修復後の2PDレベルにおける報告値の極めて大きく信じ難い変動」を指摘し、「…2PDを触覚感覚の回復を判定する唯一の検査として用いることは、真剣に疑問視されるべきである」と結論付けている。[15]神経修復後の患者における2PD閾値と機能回復を比較した別の著者は、「このデータから導き出される結論は、2PDは統合された手の機能の基盤となる感覚能力の有効な指標ではないということである」と述べている。[9] 神経修復に関するある書籍の著者は、2PDは「便利だが重大な欠陥のある検査法」であり、「生理学的変化なしにパフォーマンスを向上させるために学習できる非空間的な手がかりを提示する」と結論付けている。[10]「2点閾値：触覚空間分解能の尺度ではない」という簡潔なタイトルの論文[20]の著者らは、2PD検査に代わる代替検査を推奨している。別の研究論文の著者らもこれに同意し、「臨床医と研究者は2PD課題を単純に脇に置き、より純粋に空間的な視力測定を保証する課題に置き換えるべきだ」と強く推奨している。[16]

代替テスト

2PDテストの厳密な代替として、評価の高い触覚テストがいくつか開発されている。[13] [16]心理物理学の研究室では、触覚空間認識力を測るテストとして、格子配向課題（GOT）が長年好まれてきた。[13] GOTでは、被験者は指先に沿って、または指先を横切って押された平行溝の方向を識別しようとする。GOT閾値は、被験者が特定のレベルの正確さ（たとえば、75%の正答率）で実行できる溝の幅である。GOTは触覚空間認識力を測る有効な尺度になると考えられており、手動および自動の両方の刺激提供プロトコルを用いた多くの研究で使用されている。[13] [21] [22]例えば、GOTは、異なる身体部位の空間認識力をマッピングするために使用され、[23] [24]触覚空間認識力が年齢、 [25] [26] [27]性別、[28]皮膚の特徴、[29] [28]失明によってどのように影響を受けるかを特徴付け、[30] [31]知覚学習中に起こる触覚空間認識力の変化を追跡するために使用されてきました。[32] [33]および神経損傷からの回復。[8]

GOTは触覚研究室では非常に人気があるものの、臨床用途には実用的とは言えません。なぜなら、GOTは単一の連続調整可能なノギスではなく、固定空間範囲に広がる専用の刺激物体を事前に構築する必要があるからです。[14] [16] 2PD検査は比較的単純で柔軟性が高いため、欠点が認められているにもかかわらず、臨床医は引き続き使用しています。[15]この状況を改善するため、2PDの利便性とGOTの妥当性を兼ね備えた検査として、2点方向弁別（2POD）が提案されています。[16] 2POD課題では、患者は皮膚上の2つの鋭い接触点によって生じる方向（例えば、指に沿うか、指を横切るか）を識別しようとします。2POD閾値は、被験者が特定の精度（例えば、75%の正答率）で識別できる点間の距離です。[16]

上で説明したように、2PD課題の妥当性は、被験者が非空間的な手がかりに頼ることができるため、疑問視されてきました。対照的に、GOT課題と2POD課題は、触覚空間認識力の有効な尺度となると考えられています。なぜなら、これらの課題を実行するには、被験者は皮膚受容器の神経放電の空間的変調を識別する必要があり、非空間的な手がかりに頼ることができないからです。[13] [21] [16]次の図は、指先、指の付け根、手のひら、前腕で2PDと2PODの両方を評価した研究からのものですが、 [16 ] 2PDは非空間的な手がかりに汚染されているのに対し、2PODは非空間的な手がかりに汚染されていない触覚空間認識力の尺度を提供していることを示しています。

参考文献

  1. ^ ab ビックリー、リン; シラグイ、ピーター (2007).ベイツ身体診察・病歴聴取ガイド（第9版）. リッピンコット・ウィリアムズ・アンド・ウィルキンス. ISBN 978-0-7817-6718-7. ASIN B0028IKRYG.
  2. ^ ブルーメンフェルド、ハル(2002).臨床症例を通しての神経解剖学. サンダーランド、マサチューセッツ州: シナウアー. ISBN 978-0-87893-060-9。
  3. ^ Shooter, David (2005). 「神経修復評価ツールとしての2点識別法の活用：予備報告」. ANZ Journal of Surgery . 75 (10): 866– 868. doi :10.1111/j.1445-2197.2005.03557.x. PMID  16176227. S2CID  25300643.
  4. ^ ab ブルーメンフェルド、ハル(2010).臨床症例を通しての神経解剖学. サンダーランド、マサチューセッツ州: シナウアー・アソシエイツ社. pp.  71– 72. ISBN 978-0-87893-058-6。
  5. ^ Finnell, John T.; Knopp, Robert; Johnson, Phelps; Holland, Patrick C.; Schubert, Warren (2004年6月). 「校正されたペーパークリップは2点識別の信頼できる尺度である」. Academic Emergency Medicine . 11 (6): 710– 714. doi : 10.1197/j.aem.2003.11.022 . ISSN  1069-6563. PMID  15175216.
  6. ^ ab オサリバン、スーザン (2007). 『身体リハビリテーション 第5版』 フィラデルフィア: FAデイビス社. pp.  136– 146. ISBN 978-0-8036-1247-1。
  7. ^ van Nes SI, Faber CG, Hamers RM, Harschnitz O, Bakkers M, Hermans MC, Meijer RJ, van Doorn PA, Merkies IS, PeriNomS Study, Group (2008年7月). 「正常加齢および多発神経障害患者における2点判別評価法の改訂」Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry . 79 (7): 832–4 . doi :10.1136/jnnp.2007.139220. PMID  18450792. S2CID  40792906.
  8. ^ abcd Van Boven, RW; Johnson, KO (1994年2月). 「ヒトにおける神経損傷後の感覚回復メカニズムに関する心理物理学的研究」. Brain: A Journal of Neurology . 117 (1): 149–67 . doi :10.1093/brain/117.1.149. PMID  8149208.
  9. ^ ab Marsh, D. (1990年2月). 「手を支配する末梢神経の切断縫合後の転帰評価尺度の妥当性」. Journal of Hand Surgery (エディンバラ, スコットランド) . 15 (1): 25– 34. doi :10.1016/0266-7681(90)90043-4. ISSN  0266-7681. PMID  2307877.
  10. ^ ab Brushart, Thomas M. (2011). 神経修復. 第4章: 臨床転帰の決定. オックスフォード大学出版局. ISBN 978-0-19-972160-3。
  11. ^ Ehrenbrusthoff, K.; Ryan, CG; Grüneberg, C.; Wolf, U.; Krenz, D.; Atkinson, G.; Martin, DJ (2016). 「慢性腰痛患者における2点識別のための新規プロトコルの観察者内および観察者間信頼性」生理学的測定. 37 (7): 1074– 1088. Bibcode :2016PhyM...37.1074E. doi :10.1088/0967-3334/37/7/1074. ISSN  1361-6579. PMID  27321473. S2CID  78994318.
  12. ^ Bruns, Patrick; Camargo, Carlos J.; Campanella, Humberto; Esteve, Jaume; Dinse, Hubert R.; Röder, Brigitte (2014-02-04). 「触覚視力チャート：空間視力の信頼性の高い尺度」. PLOS ONE . 9 (2) e87384. Bibcode :2014PLoSO...987384B. doi : 10.1371/journal.pone.0087384 . ISSN  1932-6203. PMC 3913609. PMID 24504346  . 
  13. ^ abcdef Johnson, KO; Phillips, JR (1981年12月). 「触覚の空間分解能．I. 2点識別，ギャップ検出，格子分解能，および文字認識」. Journal of Neurophysiology . 46 (6): 1177–9 ​​2. doi :10.1152/jn.1981.46.6.1177. PMID  7320742.
  14. ^ ab Stevens, JC; Patterson, MQ (1995). 「触覚における空間認識力の次元：生涯にわたる変化」.体性感覚と運動研究. 12 (1): 29– 47. doi :10.3109/08990229509063140. PMID  7571941.
  15. ^ abcd Lundborg, G; Rosén, B (2004年10月). 「2点判別検査：再評価の時期か？」Journal of Hand Surgery (エディンバラ, スコットランド) . 29 (5): 418–22 . doi :10.1016/j.jhsb.2004.02.008. PMID  15336741. S2CID  34717685.
  16. ^ abcdefghij Tong, J; Mao, O; Goldreich, D (2013). 「触覚空間認識力評価における2点法による方位識別と従来の2点法テストの比較」Frontiers in Human Neuroscience . 7 (579): 579. doi : 10.3389/fnhum.2013.00579 . PMC 3772339 . PMID  24062677. 
  17. ^ Johnson, KO; Van Boven, RW; Hsiao, SS (1994). 「2点の知覚は空間分解能の閾値ではない」, 『健康と疾患における触覚、温度、痛み：メカニズムと評価：ウェナー・グレン・センター国際シンポジウム』第1版, J. Boivie, P. Hansson, U. Lindblom編. シアトル: IASP Press. pp.  389– 404.
  18. ^ ウーリー、ヘレン・ブラッドフォード・トンプソン（1903年）『性の精神的特性：男女の正常な精神に関する実験的研究』シカゴ大学出版局。第3章 皮膚と筋肉の感覚。
  19. ^ Vega-Bermudez, F; Johnson, KO (1999年6月). 「プローブアレイを用いてマッピングした霊長類SA1およびRA機械受容求心神経の反応における周囲抑制」. Journal of Neurophysiology . 81 (6): 2711–9 . CiteSeerX 10.1.1.487.7255 . doi :10.1152/jn.1999.81.6.2711. PMID  10368391. S2CID  2416180. 
  20. ^ ab Craig, JC; Johnson (2000). 「2点閾値：触覚の空間分解能の尺度ではない」. Current Directions in Psychological Science . 9 : 29–32 . doi :10.1111/1467-8721.00054. S2CID  142991309.
  21. ^ ab Craig, JC (1999). 「触覚空間認識力の尺度としての格子配向」.体性感覚と運動研究. 16 (3): 197– 206. doi :10.1080/08990229970456. ISSN  0899-0220. PMID  10527368.
  22. ^ Goldreich, Daniel; Wong, Michael; Peters, Ryan M.; Kanics, Ingrid M. (2009-06-03). 「触覚自動受動指刺激装置（TAPS）」. Journal of Visualized Experiments (28) e1374. doi :10.3791/1374. ISSN  1940-087X. PMC 2726582. PMID 19578327  . 
  23. ^ Van Boven, RW; Johnson, KO (1994年12月). 「ヒトの触覚空間分解能の限界：唇、舌、指における格子方向識別」. Neurology . 44 (12): 2361– 2366. doi :10.1212/wnl.44.12.2361. ISSN  0028-3878. PMID  7991127. S2CID  32255147.
  24. ^ Craig, JC; Lyle, KB (2001年2月). 「手のひらと指腹における触覚空間感度の比較」. Perception & Psychophysics . 63 (2): 337– 347. doi : 10.3758/bf03194474 . ISSN  0031-5117. PMID  11281108.
  25. ^ Tremblay, François; Wong, Kim; Sanderson, Robin; Coté, Leanne (2003-01-01). 「高齢者の触覚空間認識力：格子ドームを用いた評価と手先の器用さとの関連」. Somatosensory & Motor Research . 20 (2): 127– 132. doi :10.1080/0899022031000105154. ISSN  0899-0220. PMID  12850821. S2CID  30087810.
  26. ^ Bleyenheuft, Yannick; Cols, Caroline; Arnould, Carlyne; Thonnard, Jean-Louis (2006-01-01). 「6歳から16歳までの触覚空間分解能の加齢変化」. Somatosensory & Motor Research . 23 ( 3–4 ): 83–87 . doi :10.1080/08990220600816440. hdl : 2078.1/10805 . ISSN  0899-0220. PMID  17178543. S2CID  25349399.
  27. ^ Peters, Ryan M.; Goldreich, Daniel (2013-12-19). 「小児期の触覚空間認識力：年齢と指先サイズの影響」. PLOS ONE . 8 (12) e84650. Bibcode :2013PLoSO...884650P. doi : 10.1371/journal.pone.0084650 . ISSN  1932-6203. PMC 3891499. PMID 24454612  . 
  28. ^ ab Peters, Ryan M.; Hackeman, Erik; Goldreich, Daniel (2009-12-16). 「小さな指は繊細な細部を識別する：指先のサイズと触覚空間認識力における男女差」Journal of Neuroscience . 29 (50): 15756– 15761. doi :10.1523/jneurosci.3684-09.2009. PMC 3849661. PMID  20016091 . 
  29. ^ Vega-Bermudez, Francisco; Johnson, Kenneth O. (2004年1月). 「指先の皮膚の適合性は、若年者における触覚空間認識力の違いを部分的に説明するが、加齢に伴う空間認識力の低下は説明できない」. Perception & Psychophysics . 66 (1): 60– 67. doi : 10.3758/bf03194861 . ISSN  0031-5117. PMID  15095940.
  30. ^ Van Boven, RW; Hamilton, RH; Kauffman, T.; Keenan, JP; Pascual-Leone, A. (2000-06-27). 「盲目の点字読者における触覚空間分解能」. Neurology . 54 (12): 2230– 2236. doi :10.1212/wnl.54.12.2230. ISSN  0028-3878. PMID  10881245. S2CID  12053536.
  31. ^ Wong, Michael; Gnanakumaran, Vishi; Goldreich, Daniel (2011-05-11). 「失明における触覚空間認識力の向上：経験依存的なメカニズムの証拠」Journal of Neuroscience . 31 (19): 7028– 7037. doi : 10.1523/jneurosci.6461-10.2011 . PMC 6703211 . PMID  21562264. 
  32. ^ Wong, Michael; Peters, Ryan M.; Goldreich, Daniel (2013-05-29). 「知覚学習における物理的制約：触覚空間認識力は、指のサイズによって制限される訓練によって向上する」Journal of Neuroscience . 33 (22): 9345– 9352. doi :10.1523/jneurosci.0514-13.2013. PMC 6618562. PMID 23719803  . 
  33. ^ Harrar, Vanessa; Spence, Charles; Makin, Tamar R. (2014). 「触覚知覚学習の地形的一般化」. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance . 40 (1): 15– 23. doi :10.1037/a0033200. PMID  23855526.