جنبا إلى جنب المكوك بوكس ​​التدريب مع الكهربية اللحاء تسجيل وتحفيز كأداة لدراسة الإدراك والتعلم

الهدف العام من التجربة التالية هو تقييم ومعالجة عمل الكتلة العصبية والديناميكا العصبية أثناء التعلم. يتم تحقيق ذلك عن طريق زرع مصفوفات متعددة الأقطاب الكهربائية أولا تسمح بالتحفيز المتزامن الخاص بالموقع وتسجيل النشاط العصبي في القشرة السمعية. كخطوة ثانية مزروعة ، يتم تدريب في صندوق مكوكي مكون من جزأين في نموذج محظور أثناء تسجيل النشاط العصبي المستمر في القشرة السمعية واستخدام التحفيز الدقيق داخل القشرة الشرفية للتكييف.

بعد ذلك ، يتم إجراء تحليل سلوك التعلم وأنماط النشاط الزماني المكاني المرتبط بالتعلم على أساس تجريبي في وضع عدم الاتصال. توضح النتائج كيف يمكن استخدام التحفيز الدقيق القشري الخاص بالموقع لاستحضار أنماط النشاط الزماني المكاني التي تسمح بتوصيف الحالات المعرفية الذاتية الداخلية. وبالتالي ، تؤسس هذه الطريقة روابط بين أنماط نشاط الدوائر القشرية والحالات السلوكية المرصودة للتعلم والإدراك.

توضح التقنيات الموصوفة هنا أنه ليس من الممكن فقط ربط أنماط النشاط القشري الفردية بالحالات السلوكية والمعرفية المحددة ، ولكن من الممكن أيضا استحضار التصورات المحددة من خلال المحاكاة الكهربائية التي يمكن أن ترتبط بسلوكيات مختلفة. امتداد هذه النتائج هو نحو تطوير استبدال الأطراف الاصطناعية العصبية للوظيفة الحسية المفقودة. يمكن أيضا تطبيق هذه الطريقة على أنواع القوارض الأخرى مثل الجرذان والفئران.

بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة لأن الخبرة والمعايير المتطورة في التعامل مع وتدريبها مطلوبة للحصول على نتائج جيدة من تجارب التعلم هذه. أولا ، يتم تحضير مصفوفات الأقطاب الكهربائية التحفيزية متعددة القنوات ثم زرعها جراحيا في القشرة السمعية. وفقا للتعليمات الواردة في الجزء المكتوب من البروتوكول ، لا يبدأ باقي الإجراء إلا بعد تعافي تماما من الجراحة.

المصفوفات السطحية فوق الجافية مصنوعة من أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ مرتبة في مصفوفة ثلاثة في ستة مع مسافة بين القطب الكهربائي تبلغ حوالي 600 ميكرون. قم بتوصيل مضخم مرحلة الرأس بكابل التسجيل. استخدم حزاما من الكابلات المرنة الرفيعة الملفوفة بشبكة معدنية لحماية الاتصال من التلف الناتج عن عض.

استخدم مكبر صوت مسبق في الصندوق المحمي لزيادة نسبة الإشارة إلى الضوضاء وتمرير النطاق. قم بتصفية الإشارة في نطاق التردد المطلوب لتسجيلات إمكانات المجال المحلي. عينة من البيانات بتردد أخذ العينات أكثر من كيلو هرتز واحد مع مرشح من اثنين إلى 300 هرتز لتسجيلات محتملة الإجراء ، استخدم تردد أخذ عينات لا يقل عن 40 كيلو هرتز ومرشح 300 إلى 4,000 هرتز.

لبدء الاختبار السلوكي ، استخدم صندوق مكوك في غرفة محمية صوتيا وكهربائيا. يحتوي الصندوق على مقصورتين مفصولتين بعقبة. استخدم ارتفاعات العوائق المناسبة لأنواع معينة لأن ارتفاع العقبة يؤثر على التحيز السلوكي للاستجابة.

بعد توصيل المراد اختباره بكابل التسجيل والتحفيز ، ضع برفق في غرفة التدريب واتركه يعتاد لمدة ثلاث دقائق قبل بدء الجلسة ، وسجل جميع تغييرات المقصورة في مرحلة التعود. تحقق بعناية من جودة التسجيل قبل بدء التدريب. قم بتطبيق مرشح تحويل فورييه سريع عبر الإنترنت على الإشارة لتحديد سعة ضوضاء 50 هرتز.

أخيرا ، تحقق مرة أخرى من جميع التوصيلات بين موصل الرأس والمحولات ومراحل الرأس وتسخير الكابلات ومكبرات الصوت. استخدم محفزا متعدد القنوات لتوصيل التحفيز الدقيق داخل القشرة إلى أقطاب التحفيز للتحفيز المشروط. قم بتوصيل الحافز المشروط ثم قم بتوصيل التحفيز غير المشروط لصدمة القدم عبر أرضية الشبكة ، وتأكد من أن قوة الصدمة التي يتم تسليمها مكروهة ، ولكنها ليست مؤلمة.

كما هو موضح هنا. تقديم تجارب فارغة بدون حافز غير مشروط ومحفز حالة تتخللها التجارب من أجل التصحيح عن طريق السلوك الخفي. صنف تغيير المقصورة بعد ظهور المحفزات المشروطة خلال نافذة زمنية حرجة مدتها أربع ثوان كاستجابة للضربة.

إذا لم يحدث رد فعل مشروط استجابة للتحفيز المشروط خلال النافذة الزمنية الحرجة ، فقم على الفور بتوصيل صدمة خفيفة في القدم لمدة ست إلى 10 ثوان. نظرا لأن المنبه غير المشروط يصنف هذا على أنه خطأ في التجارب السلبية للتحفيز المشروط ، فإن تغيير المقصورة داخل النافذة الزمنية الحرجة يصنف على أنه استجابة إنذار كاذبة. قم بتطبيق الحافز غير المشروط لمدة تصل إلى 10 ثوان مباشرة بعد هذه الاستجابة المشروطة غير المناسبة.

لا تقم بتطبيق التحفيز غير المشروط لصدمة القدم بعد تجارب سلبية للتحفيز المشروط عندما يبقى في المقصورة خلال النافذة الزمنية الحرجة. تصنيف هذا على أنه رفض صحيح بعد التجربة بأكملها هو التحكم الكامل في الوضع المستقر لمجموعة قطب التحفيز ، وتوفير التخدير الجراحي ثم تطبيق التيار الشافي أحادي القطب الذي يتم توصيله عبر جميع قنوات التحفيز للحصول على رواسب الحديد في الأنسجة في موضع الزرع. حدد بعناية زمن انتقال الهروب عبر الإنترنت زيادة قوة صدمة القدم إذا كانت زمن انتقال الهروب أطول من ثانيتين.

بعد أول 20 تجربة لتحليل بيانات التدريب ، احسب معدلات التفاعل المشروط للتحفيز الإيجابي المشروط والتجارب السلبية للتحفيز المشروط كما هو موضح في معدلات رد الفعل المشروط على الشاشة كدالة للجلسة أو كتلة التجربة لتقييم تقدم التدريب وديناميكيات التعلم. أخيرا ، قم بإجراء تحليل أولي عميق وفقا للتعليمات الواردة في الجزء المكتوب من البروتوكول. يمكن استخدام مؤشر الحساسية مع العدد الأولي العميق لأكثر من واحد كمعيار عتبة لاستجابة التمييز الناجحة ، حيث يتم رسم التجارب الإيجابية لمحفزات الحالة هنا للتجارب الفردية خلال جميع الجلسات التدريبية ، تتوافق جميع الاستجابات ذات الكمون أقل من الثواني مع استجابات الضربة الناجحة.

الرسوم البيانية لكمون الاستجابة ثنائية النمط تتوافق مع استجابات HIIT في أقل من ست ثوان والهروب من الاستجابات في ست إلى ثماني ثوان. هذا مثال نموذجي على إمكانات مستحثة كهربائيا أو EEP من واحد تم قياسه عبر التجارب الإيجابية للتحفيز في جلسة واحدة من التدريب ، يظهر EEP قبل إزالة القطع الأثرية لتحفيز النبضة المفردة باللون الأسود ، وبعد إزالة القطع الأثرية باللون الأحمر. يمكن رؤية الذروة السالبة البارزة المبكرة المعروفة باسم N اثنين صفر بزمن انتقال يبلغ 20 مللي ثانية.

يوضح هذا الشكل مزيدا من التحليل للتوزيعات المكانية لسعة N اثنين من الصفر استجابة لمحفز حالة إيجابي في قطب التحفيز المنقاري في اللوحة العلوية ، وإلى محفز الحالة السلبي في قطب تحفيز الكدل. في اللوحة السفلية ، يكشف هذا عن الدقة المكانية للحالات المستحثة في جميع أنحاء القشرة السمعية. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر أن تأريض أرضية الشبكة أمر بالغ الأهمية للحصول على تسجيل فيزيولوجي كهربي عالي الجودة ، بالإضافة إلى التوصيل المناسب للتحفيز الكهربائي باتباع هذا الإجراء.

يمكن تضمين طرق أخرى مثل التلاعب البصري والوراثي والدوائي في البروتوكول من أجل التحقيق في أنواع معينة من الخلايا وأنظمة الإرسال في الدوائر القشرية أثناء الإدراك والتعلم. تمهد هذه التقنية الطريق للباحثين في هذا المجال من مجرد ارتباط إلى وصف سببي لدور ديناميكيات الخلايا العصبية في وظائف التعلم والذاكرة.