触觉空间精确性与触觉神经元密度相关联的验证，本文主要内容关键词为：触觉论文,精确性论文,神经元论文,相关联论文,密度论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 引言
许多实验室和对临床神经损伤病人的研究都支持：“皮肤的触觉敏感性与感应到皮肤变形的低阈限机械性刺激的神经元数目有关”[11]。人们逐渐认识到人体表面神经支配的密度存在很大的差异[9]，四肢的末梢部分比近端部分和躯体拥有更高神经支配[12]，人手部沿手掌到手指方向上感受细胞密度增加[4]。早期研究发现人手部的无毛发皮肤上有四种生理特征相似的高敏度机械性刺激感受神经元，依照它们感受野的大小及对轻微皮肤变形作出反应的速度为特征分为四类：慢适应小感受野的SAI(slowly adapting type I)，慢适应大感受野的SAII(slowlyadapting type II)，快适应小感受野的RA(rapidly adapting)和快适应大感受野的PC(Pacinian corrpuscle)感受器[8]。四者之中只有RA和SAI传入纤维具有充足的密度支配皮肤，且感受野易于界定，而PC和SAII则几乎均匀的分布在整个手部皮肤上，具有极低的空间敏度和稀疏的神经支配。因此，神经元密度的空间分布支持将RA和SAI用于心理物理测验中的空间精确性的解释，精确性也沿手的近端远端方向增加，然而，近来的一些研究表明，触觉空间精确性并不与已有的RA与SAI的密度数据成正比，如食指远端（指尖）、中与迫端的空间精确性依次减小[2]，而后两者的RA与SAI的密度并不依次减小，RA的密度甚至增大[4]。
上述的不一致可能是有关神经元相对密度和绝对密度的数据的计算和估计在目前的技术水平上并不是很精确所致，也可能是触觉空间精确性与神经元密度成正比的假说不成立。在生理学家们描绘出一幅清晰的手部各神经元分布图之前，我们从另一神经生理学事实出发：人手部的感受神经元的数目从出生神经纤维髓鞘化完成后就保持相对恒定，不再随生长发育而增加，随着身体的生长发育，手部皮肤的面积增大，感受神经元的密度变小。通过成人与儿童的触觉空间精确性的比较，验证其敏感性是否也随密度的减小而减小。
2 研究方法
本实验采用栅栏定向技术测定触觉敏感性，它是针对传统的两点阈方法的局限性与不足而发展起来的新方法之一，此方法的优越性已被前人肯定[2,3,8,11]。
2.1 被试
儿童组：一年级小学生20名，男女各半，平均指长2.21cm；成人组：大学本科生20名，男子各半，平均指长2.85cm。被试报告没有神经方面的问题，手部无损伤。
2.2 方法和仪器
本实验用栅栏定向任务来研究触觉空间精确性。采用美国印第安纳大学心理系触觉实验室制作的触觉敏感性测定仪，测试头为塑料园形屋顶状（直径为25mm），平滑表面上切削成方形起伏的栅栏，槽和栏等宽，变化范围为0.5～3.0mm（空间周期为1.0～6.0mm）。条纹的深度为屋顶的高，保证手不能触到其底部。刺激用力为0.65～0.95牛顿，由杠杆和气囊来控制，对应的皮肤的缩进深度为1.0～1.5mm。栅栏以垂直或水平方向呈现于指端皮肤上，应用强迫选择程序，要求被试判断方向。被试在刺激移开之前报告。
2.3 程序
每位被试单独接受测试，被试头戴眼罩，手腕靠在软垫子上，右手食指伸直，固定于栅栏的正前方。给被试说明实验中栅栏有两个不同的方向，沿手指的方向，反应为“横的”；垂直于手指的方向，反应为“竖的”。刺激点为右手食指远端中心点（从指甲的上边缘的皮肤开始到第一指节线之间距离的中点）。
每位被试学习两次后开始正式实验，每遍刺激从大到小共7个，即3.0,2.0,1.5,1.2,1.0,0.75,0.5mm，每个刺激垂直或水平随机呈现20次，刺激持续时间1～2秒钟，主试对被试的判断予以反馈，两次刺激的间隔时间不少于2秒，每个刺激后休息5分钟。记录被试正确百分率。实验时间半小时左右。每位被试重复四次实验，一天内只做一次。
3 结果
对图1数据的MANOVA分析表明：成人和儿童的触觉敏感性总体上无显著差异，便对被试间各个刺激单变量方差分析结果表明3.0mm和0.75mm的两个刺激上成人和儿童差异达到显著，分别为F(1,39)=4.287,P=.045,F(1,39)=5.622,P=.023，其它宽度刺激上无显著差异。
图1 成人与儿童的平均正确率
4 讨论
4.1 儿童触觉空间精确性优于成人
从图中我们看到这样一个有趣的现象，虽然成人和儿童反应的总体趋势是一致的，但在不同刺激上的下降水平上是不同的。触觉空间精确性的显著性差异出现在3.0和0.75两点上，3.0时是成人成绩好于儿童，到0.75时儿童成绩好于成人，两条曲线发生了一个交叉。对较大的易于分辨的刺激，成人可以完成得较好，而对较细小的难于分辨的刺激，儿童的成绩渐优于成人。原因可能是对易于辨认的较容易的任务，成人在注意力的集中及认真程度上都要好于儿童。随任务难度的增大注意力所起的影响相对变小，儿童的优势显现出来，儿童对细小刺激的分辨能力好于成人。到了0.5的刺激由成人和儿童各自的反应成绩可以看出，都已接近50%的机遇水平。曲线的交叉和0.5mm时的机遇水平掩盖了成人和儿童敏感性的真实差异，导致了MANOVA分析的儿童成人总体无显著差异。
儿童和成人因相同的神经元数量，不同的手指面积所形成了不同的神经元密度为生理基础，在触觉空间精确性性上表现出了差异。儿童由于具有较高的感受单元密度，因而具有较强的触觉空间精确性。
4.2 刺激呈现顺序
在实验程序中我们是从大到小从易到难，让被试体会栅栏的感觉，以便于被试在遇到细小的、分辨起来有较大难度的任务之前，明确横竖两个方向在指尖上的感觉。比较不同刺激以随机方式呈现与刺激是按顺序方式呈现的结果，对有经验的被试结果是一致的[2]。由于触觉经验很难保持，所以对普通被试没有很多机会学习的情况下，按从大到小的顺序更合适。
4.3 集中注意与持续注意力差异影响辨认结果
在进行成人与儿童的比较时，儿童发展上的不成熟会给任务带来较大的影响，相对于成人儿童的注意力更易于分散，这在一定程度上会掩盖真实的情况，因而我们认为，儿童事实上的敏感性应比我们的测量结果更高。
4.4 年龄因素的影响
触觉空间精确性随年龄有所衰退，但不同部位衰退速度不同，中心位置的精确性要比指尖衰退的慢，衰退的原因可能是由于血液循环的减慢[10]。但这种衰退一般是在22岁青年期以后，我们的被试尚处于较稳定的阶段。
5 结论
儿童触觉空间精确性优于成人，因而较强的触觉空间精确性对应高感受单元密度。
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