Name: Behavioral Bestimmung des Stimulus-Pair-Diskriminierung von Auditory Akustische und elektrische Reize mit einem klassischen Konditionierung und Herzfrequenz-Ansatz (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-06-06T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 50 s
Description: Lernen Sie die klassische Konditionierung zur Unterscheidung akustischer und elektrischer Reize bei Ratten mithilfe der Herzfrequenzmessung. Diese Methode identifiziert optimale Stimulationsregionen im Cochlearkern für verbesserte Hörprothesen.

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Die Finanzierung dieser Forschung wurde von The Garnett Pässe und Rodney Williams Memorial Foundation und der La Trobe University zur Verfügung gestellt.

<ol><li>Mauger, S. J., Shivdasani, M. N., Rathbone, G. D., Argent, R. E., Paolini, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in+vivo+investigation+of+first+spike+latencies+in+the+inferior+colliculus+in+response+to+multichannel+penetrating+auditory+brainstem+implant+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">An in vivo investigation of first spike latencies in the inferior colliculus in response to multichannel penetrating auditory brainstem implant stimulation.</a> Journal of Neural Engineering. 7, 036004-036004 (2010).</li>
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<li>Shivdasani, M. N., Mauger, S. J., Rathbone, G. D., Paolini, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inferior+colliculus+responses+to+multichannel+microstimulation+of+the+ventral+cochlear+nucleus%3A+Implications+for+auditory+brain+stem+implants%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Inferior colliculus responses to multichannel microstimulation of the ventral cochlear nucleus: Implications for auditory brain stem implants.</a> Journal of Neurophysiology. 99, 1-13 (2007).</li>
<li>Lenarz, M., Lim, H. H., Patrick, J. F., Anderson, D. J., Lenarz, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+Validation+of+a+Human+Prototype+Auditory+Midbrain+Implant+in+a+Guinea+Pig+Model%5BTitle%5D)+AND+%22JARO%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological Validation of a Human Prototype Auditory Midbrain Implant in a Guinea Pig Model.</a> JARO. 7, 383-398 (2006).</li>
<li>Lim, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auditory+Cortical+Responses+to+Electrical+Stimulation+of+the+Inferior+Colliculus%3A+Implications+for+an+Auditory+Midbrain+Implant%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Auditory Cortical Responses to Electrical Stimulation of the Inferior Colliculus: Implications for an Auditory Midbrain Implant.</a> Journal of Neurophysiology. 96, 975-988 (2006).</li>
<li>Otto, K. J., Rousche, P. J., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microstimulation+in+auditory+cortex+provides+a+substrate+for+detailed+behaviors%5BTitle%5D)+AND+%22Hearing+research%22%5BJournal%5D)">Microstimulation in auditory cortex provides a substrate for detailed behaviors.</a> Hearing research. 210, 112-117 (2005).</li>
<li>Gai, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+Tones+in+Reproducible+Noise+Maskers+by+Rabbits+and+Comparison+to+Detection+by+Humans%5BTitle%5D)+AND+%22JARO%22%5BJournal%5D)">Detection of Tones in Reproducible Noise Maskers by Rabbits and Comparison to Detection by Humans.</a> JARO. 8, 522-538 (2007).</li>
<li>Miller, C. A., Woodruff, K. E., Pfingst, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+responses+from+guinea+pigs+with+cochlear+implants.+I.+Electrophysiological+and+psychophysical+measures%5BTitle%5D)+AND+%22Hearing+Research%22%5BJournal%5D)">Functional responses from guinea pigs with cochlear implants. I. Electrophysiological and psychophysical measures.</a> Hearing Research. 92, 85-99 (1995).</li>
<li>Beitel, R. E., Vollmer, M., Snyder, R. L., Schreiner, C. E., Leake, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+and+neurophysiological+thresholds+for+electrical+cochlear+stimulation+in+the+deaf+cat%5BTitle%5D)+AND+%22Audiology+%26+Neurotology%22%5BJournal%5D)">Behavioral and neurophysiological thresholds for electrical cochlear stimulation in the deaf cat.</a> Audiology & Neurotology. 5, 31-38 (2000).</li>
<li>Beitel, R. E., Snyder, R. L., Schreiner, C. E., Raggio, M. W., Leake, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+cochlear+stimulation+in+the+deaf+cat%3A+comparisons+between+psychophysical+and+central+auditory+neuronal+thresholds%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Electrical cochlear stimulation in the deaf cat: comparisons between psychophysical and central auditory neuronal thresholds.</a> J. Neurophysiol. 83, 2145-2162 (2000).</li>
<li>Vollmer, M., Beitel, R. E., Snyder, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auditory+detection+and+discrimination+in+deaf+cats%3A+Psychophysical+and+neural+thresholds+for+intracochlear+electrical+signals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Auditory detection and discrimination in deaf cats: Psychophysical and neural thresholds for intracochlear electrical signals.</a> Journal of Neurophysiology. 86, 2330-2343 (2001).</li>
<li>LeDoux, J. E., Cicchetti, P., Xagoraris, A., Romanski, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+lateral+amygdaloid+nucleus%3A+sensory+interface+of+the+amygdala+in+fear+conditioning%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The lateral amygdaloid nucleus: sensory interface of the amygdala in fear conditioning.</a> Journal of Neuroscience. 10, 1062-1069 (1990).</li>
<li>McCreery, D. B., Yuen, T. G., Agnew, W. F., Bullara, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+characterization+of+the+effects+on+neuronal+excitability+due+to+prolonged+microstimulation+with+chronically+implanted+microelectrodes%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">A characterization of the effects on neuronal excitability due to prolonged microstimulation with chronically implanted microelectrodes.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 44, 931-939 (1997).</li>
<li>Liu, X., McPhee, G., Seldon, H. L., Clark, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histological+and+physiological+effects+of+the+central+auditory+prosthesis%3A+surface+versus+penetrating+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Hearing+Research%22%5BJournal%5D)">Histological and physiological effects of the central auditory prosthesis: surface versus penetrating electrodes.</a> Hearing Research. 114, 264-274 (1997).</li>
<li>Polikov, V. S., Tresco, P. A., Reichert, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Response+of+brain+tissue+to+chronically+implanted+neural+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Response of brain tissue to chronically implanted neural electrodes.</a> Journal of Neuroscience Methods. 148, 1-18 (2005).</li>
</ol>

Dr. Antonio Paolini ist ein Direktor von Bioengenesis Technologies Pty Ltd, die die australischen Vertreter für Tucker Davis Technologies und dem australischen Distributor von NeuroNexus Probes sind.

Die hier beschriebenen Techniken stellen ein Mittel zum Testen einer Reihe von Diskriminierung und damit schnell, mit kurzen Trainingszeiten und damit für eine wesentliche Automatisierung und minimiert so Forscher Zeit für die Datenverarbeitung erforderlich. Anhand der Daten aus dem implantierten EKG, Berechnung der Herzfrequenz (HR) Veränderung in Zeiten der Stimulus-Präsentation erhalten kann automatisiert werden. Fehler bei der EKG-Verarbeitung (z. B. fehlende einen einzigen Herzschlag) können leicht identifiziert werden, da sie fälschlicherweise große Veränderungen in der scheinbaren Herzfrequenz für einen sehr kurzen Zeitraum zu produzieren, und wie leicht Fehlererkennung minimiert die Voraussetzung für die zeitintensive manuelle Sichtung von Daten . Die Technik für die Implantation des EKG-Telemetrie-Gerät beschrieben, die durchgängige Produktion von Aufnahmen mit wenig oder gar keine Störungen (siehe Abbildungen 1 und 2). Allerdings können relativ kleine Schwankungen in der Platzierung der Elektrode in das Mediastinum Region, um Störungen aus dem nahe gelegenen Muskel führens und insbesondere Atmung-assoziierten Lärm. Überprüfen der korrekten Platzierung der Elektroden während der Implantation, insbesondere nach der Naht führt an Ort und Stelle, erlaubt Feineinstellungen von Blei Platzierung um Störungen zu minimieren. Der Prozess der Hirn-Implantation in den Nucleus cochlearis ist schwierig. Durch die Verwendung von seriellen Präsentationen von bandpaßgefilterten Lärm von mehreren Frequenzbereichen, anstatt breitbandiges Rauschen wie zuvor bereits 3 verwendet, können Antworten von Zellpopulationen an der Elektrode Sites schnell im Hinblick auf Frequenz-Antwort eher werden als die weniger spezifischen Lärm bewertet Antwort. Die Fähigkeit, schnell zu identifizieren, wenn eine ausreichende Frequenzbereich abgestimmt Zellpopulationen zugänglich sind kritisch in der Forschung, wenn elektrische Impulse Diskriminierung getestet wird. Wenn nicht genügend Frequenz-Verteilung erhalten wird, dann Vergleich zwischen Stimulation der unterschiedlichen Frequenzbereichen ist einfach nicht möglich. Dennoch ist die längeren Prozessder Frequenz-Amplituden-Mapping bleibt entscheidend für die Bereitstellung Detail in Bezug auf die Breite des Tunings von Zellpopulationen und sollten vor der Befestigung der Elektroden an Ort und Stelle durchgeführt werden. Im Verhaltenstraining und Tests, ermöglicht die Aufnahme eines nicht-Stimulus (oder stumm) Zeitraum zwischen Studien, vor Beginn des Stimulus, das Ansprechen auf eine initiale Reizbeginn untersucht werden. Beim Gebrauch von elektrischen Nervenstimulation, bietet eine Antwort auf Reizbeginn Beweis für die einfache Erkennung des Reizes. Somit wird, wenn es keine Stimulusbeginn Antwort, aber dann reagieren, wenn der zweite Impuls abwechselnd eingebracht wird, kann gefolgert werden, dass nur diese Impulse detektiert werden kann. Ohne Aufnahme einer solchen Ruhephase, gäbe es keine Möglichkeit festzustellen, dass der frühere Reiz nicht erkannt wurde. Eine Einschränkung in diesem Verhaltens-Tests Technik ist, dass das Fehlen der Maul-Schocks nach der Präsentation des NEURA geliefertl Stimulation kann zur Entwicklung von Spezifität in konditionierter Furcht führen wird, dass Angst nur zum Ausdruck, wenn der akustische Reiz dargeboten wird. Das heißt, dass das Tier erfahren, dass die sensorische Effekte insbesondere von neuronalen Stimulation mit empfängt kein Fußschock zugeordnet sind. Im Gegensatz dazu konnte die Bereitstellung Fuß-Schocks nach der Präsentation des neuronalen Stimulation auf eine konditionierte Furcht des neuronalen Stimulus selbst, sich von allen Sound-ähnlichen Eigenschaften der neuronalen Reiz haben können führen. Ergebnisse erhält man, wenn ohne einen Fuß-Schock nach neuronale Stimulation sicherlich stärkere Beweise für neuronale Impulse als Ton-wie als diejenigen mit einem Fuß-Schock nach neuronaler Stimulation, wie im ersten Fall konditionierte Furcht von der akustischen zur Neurostimulation verallgemeinert hat. Dennoch ist das Risiko der Entwicklung Spezifität für akustische als neuronale Stimulation auf. Die Verwendung von bandpaßgefilterten Lärm als akustischer Reiz, anstatt reiner Ton-Bursts, von denen die ersterekann besser auf die Wahrnehmungserlebnis neuronaler Stimulation, könnte das Risiko von solchen Spezifität zu entwickeln. Allerdings führt ein solches Verfahren eine zusätzliche Variable der Bandbreite des Filters, der die Diskriminierung Aufgaben, beeinträchtigt wird. Eine zusätzliche Einschränkung mit einer chronischen Implantation neuronalen wie erforderlich für Verhaltenstests, zugeordnet ist, die Änderung in Abhängigkeit von der Elektrode oder des dazugehörigen neuronalen Gewebe über die Zeit. Die Stimulation von Nervengewebe kann sowohl temporäre Unterdrückung der neuronalen Aktivität 13 und Gewebeveränderungen wie Zellverlust 14 und Hirngewebe direkte Reaktion auf die Elektrode führen. 15 Der beschriebene Ansatz zur Implantation und Verhaltenstests bietet ein Mittel, um sowohl Erkennung und Unterscheidung von akustischen und elektrischen Reize mit einer kurzen Ausbildung, und die Fähigkeit zur Steuerung von Prozess-Frequenz ausüben zu testen. Die Technik der Verwendung Änderung in HR als Messe von konditionierter Furcht könnten erhoben werden, nicht nur auditive Tests, sondern ganz allgemein zu allen sensorischen Tests, in denen Impulse für jeden einzelnen Zeitraum erbracht werden kann, und in denen der Nachweis der sensorischen Diskriminierung gewünscht wird.

<table border="1"><tbody><tr><td> Name </td><td> Firma </td><td> Modell </td><td> Kommentare </td></tr><tr><td> PowerLab </td><td> ADInstruments </td><td> ML880 </td><td> Aufzeichnungen empfangenen Daten aus dem implantierten Sender TR40 </td></tr><tr><td> SmartCtrl-Controller-Karte </td><td> Med Associates </td><td> DIG-716b </td><td> Steuert die Verhaltens-Prüfkammer, einschließlich Fuß-Schock </td></tr><tr><td> Modulare Verhaltensstörungen Prüfkammer </td><td> Med Associates </td><td> ENV-009 </td><td> Prüfkammer-size: 30.5cm x 39.4cm </td></tr><tr><td> Aversiven Reiz-Generator </td><td> Med Associates </td><td> ENV-410B </td><td> Liefert aversive Fuß-Schock für Metall-Bar Boden des Käfigs durch eine Solid-State-Scrambler-Einheit </td></tr><tr><td> Programmierbaren Dämpfer </td><td> TDT </td><td> PA5 </td><td> Steuert die amplItude der gelieferten akustisches Signal, um eine stabile Amplitude über Frequenzen zu gewährleisten </td></tr><tr><td> Elektrostatische Lautsprecher-Treiber </td><td> TDT </td><td> ED1 </td><td> Treibt die elektrostatischen Lautsprechern (EC1, ES1) </td></tr><tr><td> Freifeld-Lautsprecher elektrostatische </td><td> TDT </td><td> ES1 </td><td> Klingt präsentiert mit dieser Lautsprecher in der Verhaltens-Prüfkammer </td></tr><tr><td> Gekoppelt elektrostatische Lautsprecher </td><td> TDT </td><td> EC1 </td><td> Klingt präsentiert mit dieser Lautsprecher während Nervenimplantat Chirurgie </td></tr><tr><td> Stimulator Base Station </td><td> TDT </td><td> RX7 </td><td> Steuert Lieferung der elektrischen Nervenstimulation (zur Verwendung mit MS16) </td></tr><tr><td> Mikrostimulator </td><td> TDT </td><td> MS16 </td><td> Liefert Mehrkanal elektrische Nervenstimulation </td></tr><tr><td> Die Verarbeitung Basisstation </td><td> TDT </td><td> RZ2 </td><td> Aufzeichnungen neuronalen Aktivität des Gehirns während der Implantation (mit Vorverstärker PZ2) </td></tr><tr><td> Vorverstärker </td><td> TDT </td><td> PZ2-256 </td><td> 256-Kanal-Vorverstärker mit hoher Impedanz </td></tr><tr><td> Telemetrie-Empfänger-Gerät </td><td> Telemetrie-Forschung </td><td> TR162 </td><td> Empfängt digitales Signal von TR40, und wandelt, um verstärkt Analogausgang </td></tr><tr><td> Implantierbare Elektrokardiogramm Telemetriegerät </td><td> Telemetrie-Forschung </td><td> TR40 </td><td> Das implantierte Gerät Sender, Probenahme bei 2kHz </td></tr><tr><td> Multifunktions-Prozessor </td><td> Tucker Davis Technologies (TDT) </td><td> RX6 </td><td> Wird verwendet, um akustische Reize erzeugen </td></tr><tr><td> Vertex Castavaria </td><td> Vertex Dental </td><td></td><td> Dental Acrylsäure verwendet, um die Elektrode zu fixieren </td></tr><tr><td> Kwik-Sil Kleber, mit niedriger Viskosität </td><td> World Precision Instruments </td><td></td><td> Silikonkautschuk zur Beschichtung der Elektrodenschäfte </td></tr><tr><td> Multichannel-Elektrode </td><td> NeuroNexus </td><td> a2x16-10mm 100-500-413 </td><td> Die 2-Schaft 32-Kanal-extrazellulären Elektrodenanordnung zur Implantation verwendet. Die Elektrodenpositionen wurden aktiviert, um eine Beschichtung aus Iridiumoxid in Vorbereitung für die Stimulation zu erzeugen. </td></tr></tbody></table>

behavioral bestimmung des stimulus-pair-diskriminierung von auditory akustische und elektrische reize mit einem klassischen konditionierung und herzfrequenz-ansatz

Behavioral Determination of Stimulus Pair Discrimination of Auditory Acoustic and Electrical Stimuli Using a Classical Conditioning and Heart-rate Approach

Akute Tierpräparate haben in der Forschung verwendet wurden prospektiv untersucht Elektrode Designs und Verfahren zur Stimulation für die Integration in neuronalen Hörgeräten, wie Hirnstammimplantate 1-3 und auditorischen Mittelhirn Implantate 4,5. Während akute Experimente können erste Einblicke auf die Wirksamkeit des Implantats zu geben, die Prüfung der chronisch implantierten Tiere wach und bietet den Vorteil einer Untersuchung der psycho-physischen Eigenschaften der Empfindungen induziert mit implantierten Geräten 6,7. Verschiedene Techniken, wie belohnungsbasierten operante Konditionierung 6-8, bedingt Vermeidung 9-11, oder klassische Angstkonditionierung 12 sind, um Verhaltensänderungen Bestätigung der Erfassung eines relevanten Stimulus Attribut angeben. Auswahl einer Technik umfasst Ausgleich Aspekte, einschließlich der Zeiteffizienz (oft eine schlechte Belohnung Ansätze), die Fähigkeit, eine Vielzahl von TestStimulus Attribute gleichzeitig (begrenzt in konditionierten Vermeidungs-) und Zuverlässigkeit der Maßnahme wiederholt Reize (eine potentielle Einschränkung, wenn physiologische Maßnahmen eingesetzt werden). Hier wird eine klassische Konditionierung Angst Verhaltensstörungen Methode vorgestellt, die verwendet werden, um gleichzeitig zu testen sowohl die Erkennung eines Reizes, und einer Diskriminierung zwischen zwei Stimuli werden. Herz-Rate wird als Maß für Angstreaktion, reduziert oder eliminiert die Notwendigkeit für zeitraubende Videocodierung für Gefrier Verhalten oder andere ähnliche Maßnahmen verwendet (obwohl solche Maßnahmen enthalten, um konvergente nachweisen können). Die Tiere wurden konditioniert, die diese Methoden in drei 2-stündige Konditionierung Sitzungen, die jeweils 48 Stimulus-Studien. Nachfolgende 48-Studie Testfahrten wurden dann verwendet, um für den Nachweis von jedem Stimulus präsentiert in Paaren, und Test-Diskriminierung zwischen den Mitglied Reize von jedem Paar zu testen. Diese Verhaltensweisen Verfahren ist in dargestelltdie Rahmenbedingungen der Nutzung der auditiven prothetischen Forschung. Die Implantation von EKG-Telemetrie-Geräte angezeigt wird. Nachfolgende Implantation in das Gehirn Elektroden Cochlear Nucleus, durch die Überwachung der neuronalen Antworten auf akustische Stimulation geführt, und die Fixierung der Elektrode in Platz für chronische Anwendung ist ebenfalls dargestellt.

Die Anwendung einer klassischen Konditionierung Angst Verhaltensstörungen Paradigma für die auditive prothetischen Forschungen an Ratten beschrieben. Dieses Paradigma stellt einen Mechanismus zur Identifizierung sowohl Erkennung und Unterscheidung zwischen, deutliche akustische und elektrische Reize mittels Herzfrequenz als Zielparameter.

Behavioral Bestimmung des Stimulus-Pair-Diskriminierung von Auditory Akustische und elektrische Reize mit einem klassischen Konditionierung und Herzfrequenz-Ansatz

Akute Tierpräparationen wurden in der Forschung eingesetzt, um Elektrodendesigns und Stimulationstechniken prospektiv zu untersuchen, mit dem Ziel ihrer Integration in neurale ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, Regionen zur Stimulation des Cochlearkerns und Muster neuraler Stimulation zu identifizieren, die beim Tier hervorrufbare Frequenzempfindungen erzeugen, die vom Tier unterscheidbar sind. Zunächst wird ein Gerät zur Herzfrequenzüberwachung implantiert, um die Messung der physiologischen Reaktionen des Tieres zu ermöglichen. Anschließend wird eine Neuronenelektrode, über die Stimulationen an das auditorische System abgegeben werden können, in den Cochlearkern implantiert.Dann wird das Tier darauf konditioniert, Frequenzunterschiede bei dargebotenen Tönen zu erkennen und eine physiologische Reaktion hervorzurufen. Schließlich wird das Tier auf die Detektion unterschiedlicher Lokalisationen und Muster der Neurostimulation des auditorischen Systems getestet. Letztendlich können Ergebnisse erzielt werden, die zeigen, welche Bereiche des Cochlearkerns am besten für die Stimulation im Hinblick auf Hörprothesen und Stimulationsmuster geeignet sind.Am besten geeignet für den Einsatz in solchen Geräten durch die Identifizierung von Stellen und Mustern der Stimulation, die konsistent unterschiedliche Frequenzempfindungen hervorrufen. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden, wie der neuralen Stimulation und Ableitung in einer akuten Präparation, liegt darin, dass es möglich ist, Stimulationsziele und -techniken zu identifizieren, die vom Tier tatsächlich unterschieden und wahrgenommen werden. Die Implikationen dieser Technik reichen bis hin zur Therapie zur Behandlung von Schwerhörigkeit, bei der Cochlea-Implantate aufgrund eines geschädigten Cochleargewebes oder einer Schädigung des Hörnervs nicht eingesetzt werden können.Diese Technik hilft dabei, Stimulationsstrategien zu bestimmen, die die normale akustische Verarbeitung am besten nachahmen. Drei bis fünf Tage nach der Implantation des elektrokardiographischen Telemetriegeräts beginnen Sie mit der Implantation der Gehirnelektroden, indem Sie zunächst ein Analgetikum und ein Anästhetikum verabreichen. Sobald die Anästhesie bestätigt ist, rasieren Sie den Kopf des Tieres und wischen Sie diesen mit Betadine-Reinigungsmittel in Alkohol ab, gefolgt von Betadine.Platzieren Sie das Tier auf einer homöothermen Platte. Heben und positionieren Sie das Tier zwischen den Ohrstangen und schieben Sie die erste Ohrstange in das äußere Gehörgang. Sperren Sie die erste Ohrstange an Ort und Stelle.Danach die zweite Ohrstange mit einer Rattenzahnzange in Position schieben. Das Maul des Tieres öffnen und die oberen Schneidezähne über den Zahnhalter haken. Sobald die Position erreicht ist, die Nasenkappe über die Nase schieben, um die Zufuhr von Isofluran zu starten, die während der gesamten Operation fortgesetzt wird.Nachdem der Scheitelknochen freigelegt wurde, die Oberfläche mit einer 20%igen Peroxidlösung abreiben. Auf einem Gazetupfer bohren Sie ein etwa zwei Millimeter großes quadratisches Loch in den seitlichsten Bereich des Interparietalknochens. Spülen Sie das Loch mit steriler Kochsalzlösung aus, um Knochenstaub oder Knochenfragmente zu entfernen, die die Elektrode beschädigen könnten. Unter dem Mikroskop bohren Sie ein kleines Loch in den linken Scheitelknochen und den rechten Interparietalknochen.Danach eine chirurgische Stahlschraube in jedes Loch einschrauben, wobei etwa 0,5 Millimeter zwischen dem Kopf jeder Schraube und dem Schädel verbleiben. Den Koppelschallwandler an die linke hohle Ohrstange anschließen. Den Elektrodenmanipulator mit einem Cato-Rostrokaudalwinkel von 10 Grad über die Öffnung bringen.Dann mit der Spitze einer Nadel einen Schnitt in die Dura in sagittaler Ebene durchführen. Die Elektrode manuell etwa zwei Millimeter in die Oberfläche des Gehirns einführen. Die Schrauben mit den Masse- und Referenzelektrodenanschlüssen der Hochimpedanz-Kopfstufe verbinden.Stellen Sie sicher, dass der Verstärker eingeschaltet ist. Versiegeln Sie dann die Ableitungskammer und beginnen Sie mit der zyklischen Applikation von bandpassgefiltertem Rauschen im niedrigen, mittleren und hohen Frequenzbereich mit einer maximalen Frequenz von einem Burst alle 200 Millisekunden. Überwachen Sie die neuronale Aktivität an jedem Kanal, um Antworten auf das Rauschen zu detektieren. Präsentation.Setzen Sie die Einführung der Elektrode fort, bis entweder die gesamte eingeführte Distanz acht Millimeter annähert oder bis Antworten auf Schallpräsentationen sichtbar werden. Wenn der Nucleus cochlearis erreicht wurde, sollten die Stellen an der Elektrodenspitze hauptsächlich auf hochfrequente Reize reagieren. Fahren Sie mit der Einführung der Elektrode fort, bis die Spitze detektiert.Antworten auf niederfrequente Reize oder auditorisch getriebene Aktivität treten nicht mehr auf. Wenn die Aktivität endet, könnte die Elektrode vollständig durch den Cochlearkern hindurchgegangen sein, und es könnte notwendig sein, die Platzierung der Elektrode zu überprüfen. Erstellen Sie eine Frequenz-Amplituden-Antwortkarte der Neuronen an den Elektrodenpositionen, indem Sie reine Töne in Frequenzschritten über den gewünschten Frequenzbereich bei Amplituden von 1 bis 70 Dezibel mit jeweils 10 Wiederholungen jedes Reizes präsentieren.Um das Gehirngewebe und die Elektrode zu schützen, tragen Sie eine dünne Schicht Silikonelastomer leicht oberhalb der freiliegenden Elektrodenzinken auf, sodass das Elastomer an den Zinken herunterläuft und sowohl diese als auch die freiliegende Oberfläche des Gehirns bedeckt. Um die Elektrode zu fixieren, bringen Sie Zahnzement auf, verbinden den Masse-Draht der Elektrode mit den Schrauben und tragen weiteren Zahnzement zur Erhöhung der Festigkeit auf. Sobald der Zement ausgehärtet ist, nähen Sie die Inzision um die Elektrode herum und stellen den Heimkäfig 24 Stunden lang auf eine Heizplatte, damit sich das Tier erholen kann.Nach der Aktivierung der Telemetrievorrichtung wird das Tier in die Versuchskammer platziert und vor Beginn der Konditionierung fünf Minuten lang zur Akklimatisierung freigegeben. Zur Durchführung des Konditionierungsverfahrens wird ein zufällig ausgewähltes Element des akustischen Stimuluspaares wiederholt in 250 Millisekunden dauernden Impulsen mit jeweils 250 Millisekunden Stille dazwischen für 80 bis 170 Sekunden präsentiert. Jede Stimulationsdarbietung muss eine Anstiegs- und Abfallzeit von 10 Millisekunden aufweisen.Um zu verhindern, dass ein Klicken wahrgenommen wird, beginnen Sie mit dem Alternieren. Das zweite Element des akustischen Stimuluspaares wird präsentiert, wobei jeder Ton 250 Millisekunden lang angeboten wird, gefolgt von einer 250 Millisekunden dauernden Stille. Nach 9,5 Sekunden der zehnsekündigen Phase mit wechselnder Tonpräsentation wird ein 0,5 Millisekunden langer Fußschock verabreicht, danach werden die Tonpräsentationen 30 Sekunden lang unterbrochen, um die Herzfrequenz stabilisieren zu lassen.Setzen Sie diesen Vorgang fort, bis 48&nbsp;Zyklen des Verfahrens abgeschlossen sind. Um eine ausreichende Anzahl von Wiederholungen jedes Tonpaares für die Analyse sicherzustellen, muss jedes Tonpaar mindestens viermal präsentiert werden. Nachdem das neuronale Stimulationskabel angeschlossen und das Telemetriegerät unter Isofluran-Anästhesie aktiviert wurde, sollte das Tier vor der Testung 10&nbsp;Minuten lang zur Erholung und Akklimatisierung in die Versuchskammer gegeben werden.Um die Konditionierung des Vortages aufrechtzuerhalten, wird ein abwechselndes akustisches Stimuluspaar wie zuvor beschrieben präsentiert, gefolgt von einem 0,5 Millisekunden langen Fußschock. Nachdem die Herzfrequenz sich stabilisiert hat, wird ein zufällig ausgewähltes Mitglied eines elektrischen Stimuluspaares wiederholt in 250 Millisekunden langen Bursts präsentiert, getrennt durch 250 Millisekunden Stille, insgesamt 80 bis 170 Sekunden lang. Anschließend wird damit begonnen, das zweite Mitglied des elektrischen Stimuluspaares abwechselnd mit dem ersten darzubieten, wobei jeder Ton 250 Millisekunden lang präsentiert wird, gefolgt von 250 Millisekunden Stille, insgesamt 10 Sekunden lang.Wiederholen Sie den Zyklus mit dem nächsten zufällig ausgewählten elektrischen Stimulationspaar, bis mindestens 20 Versuche jedes Paares in zufälligen Abständen durchgeführt wurden. Fügen Sie ein akustisches Stimulationspaar ein, um die Konditionierung aufrechtzuerhalten. Deaktivieren Sie nach Abschluss der Tests das Telemetriegerät, trennen Sie das Stimulationskabel ab und bringen Sie das Tier in seinen Heimkäfig zurück.Hier ist die elektrophysiologische Antwort einer korrekt platzierten Elektrode dargestellt. Jedes Histogramm zeigt Daten für eine Frequenz an einer Elektrodenstelle, und jede Spalte repräsentiert einen Zeitraum von 25 Millisekunden an beiden Schenkeln des Elektrodenarrays. Antworten werden an jeder einzelnen Elektrodenstelle nur als Reaktion auf ein recht enges Frequenzband erfasst, doch diese engen Bänder sind über einen weiten Frequenzbereich verteilt.Eine solche Verteilung ist optimal, da viele unterschiedliche frequenzassoziierte Hirnregionen unabhängig voneinander stimuliert werden können. Im Idealfall sollten Elektrodenpositionierungen dazu führen, dass neuronale Antworten auf akustische Reize auf mehreren Kanälen detektiert werden können, und zwar bei Schallamplituden von nur 10 Dezibel, wie hier in der elektrophysiologischen Antwort am Kanal 10 zu sehen ist. Gezeigt ist hier die elektrophysiologische Antwort bei ungeeignet platzierten Elektroden: Aktivität tritt an den Spitzen jedes Strangs des Elektrodenarrays auf, jedoch gibt es nur geringe Unterschiede in der akustischen Reizfrequenz, die an jeder Elektrodenstelle Aktivität hervorruft.Eine derartige Implantation ermöglicht keine Stimulation einer spezifischen Frequenzschicht für Diskriminierungstests. Hier werden individuelle Spuren und mittlere, der Herzfrequenz proportionale Daten aus einem Zeitraum von acht Sekunden vor bis acht Sekunden nach Beginn der Darbietung eines wechselnden elektrischen Reizes gezeigt. Diese Daten wurden während der siebten Testsession erhoben und umfassten 12 Darbietungen elektrischer Reize.Eine signifikante Abnahme der Herzfrequenz tritt rasch nach der Applikation des zweiten neuronalen Reizes auf, gefolgt von einem signifikanten Anstieg der Herzfrequenz, was darauf hindeutet, dass das Tier den Unterschied zwischen dem ersten und zweiten Reiz erkannt hat. Der Grad des Fehlers und der Varianz der Antwort wird im Diagramm des proportionalen Mittelwerts plus Standardfehler dargestellt, und die Signifikanz des Abfalls und Anstiegs nach der Darbietung des zweiten Reizes kann mithilfe von 95 %-Konfidenzintervallen überprüft werden. Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist zu beachten, dass jegliche äußere Reize, die das Tier wahrnehmen kann, zu Veränderungen der Herzfrequenz führen und somit die Variabilität der Ergebnisse erhöhen können. Die Tests und die Konditionierung sollten daher in einer konsistenten und gut abgeschirmten Umgebung durchgeführt werden, um diese Effekte zu minimieren. Nach ihrer Entwicklung ebnet diese Technik den Forschern auf dem Gebiet der Bionik den Weg, verbesserte Methoden zur elektrischen Stimulation des Gehirns in einer Vielzahl sensorischer Systeme zu erforschen, um verhaltensrelevante Antworten zu erzielen.

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In diesem Bericht präsentieren wir eine voll automatisierte und äußerst vielseitige System kann gleichzeitig testen Multi-kognitive Verhalten und die Aufnahme neuronaler Aktivitäten für Nagetiere.

Ein vollautomatisiertes und vielseitig verwendbares System zum Testen von Multi-kognitiven Funktionen und Aufnahme neuronaler Aktivitäten bei Nagetieren

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Ein Low-Cost-Setup für Verhaltensaudiometrie in Nagetiere

Dieses Protokoll beschreibt, wie neuronale Aktivität in diskreten Gehirnregionen vorübergehend und aus der Ferne zum Schweigen gebracht werden kann, während Ratten mit Lern- und Gedächtnisaufgaben beschäftigt sind. Der Ansatz kombiniert Pharmakogenetik (Designer-Rezeptoren-Exklusiv-aktiviert-durch-Designer-Medikamente) mit einem Verhaltensparadigma (sensorische Präkonditionierung), das darauf ausgelegt ist, zwischen verschiedenen Komponenten des Lernens zu unterscheiden.

Ein Verfahren zum Fern Silencing neuronale Aktivität in Nagetiere Während diskreter Phasen des Lernens

Die Aufmerksamkeitskontrolle umfasst die Verstärkung von Zielsignalen und die Dämpfung von Distraktorsignalen. Wir beschreiben einen Ansatz, um die Neurophysiologie des Beobachtens und Ignorierens bei anhaltender intermodaler Aufmerksamkeit separat, aber gleichzeitig zu messen, wobei eine passive Kontrollbedingung verwendet wird, in der keiner der beiden Prozesse kontinuierlich aktiv ist.

Die Messung der neurophysiologischen Signale zu ignorieren und Teilnahme an Prozesse in Aufmerksamkeitssteuerung

Shuttle-box Vermeidung Lernen wird in Behavioral Neuroscience etablierte. Dieses Protokoll beschreibt, wie Shuttle-Box-Lernen bei Nagetieren mit ortsspezifischen elektrischen intracortical Mikrostimulation (ICMS) und gleichzeitige chronische in vivo-Aufnahmen als Werkzeug, um mehrere Aspekte des Lernens und Wahrnehmung studieren kombiniert werden.

Kombinierte Shuttle-Box-Training mit Elektrophysiologische Cortex Ableitung und Stimulation als ein Instrument zur Wahrnehmung und Lernen Studie

Dieses Papier beschreibt ein Verfahren zur Hörempfinden bis 4 Jahre alten Kinder in 2 zu messen. Kinder sind darauf trainiert, spielbasierte Reaktionen durchzuführen, wenn sie ein Zielsignal zu hören. Schwellenwerte werden dann in einem zwei Intervall, zwei alternative Forced-Choice-Paradigma geschätzt, basierend auf Beobachtungen des Kindes Verhaltensweisen.

Behavioral Beurteilung der in 2 bis 4-jährigen Kindern zu hören: Ein Zwei-Intervall, Beobachter-basierte Vorgehensweise Über konditionierten Wiedergabe-basierte Antworten

Die vorliegende Studie schlägt ein Protokoll, um die Anpassung an den rechts-links-umgekehrte Vorsprechen erreicht nur von tragbaren Geräten untersuchen mit Neuroimaging, was kann ein wirksames Instrument zur Aufdeckung der Anpassungsfähigkeit des Menschen an eine neue Umgebung, in der auditiven Bereich.

Eine Methode zur Anpassung an den links-rechts studieren umgekehrt Audition

Psychophysik ist wichtig für die Untersuchung von Phänomenen der Wahrnehmung durch sensorische Informationen. Hier präsentieren wir ein Protokoll, um eine zwei-Intervall gezwungen Wahl Aufgabe auszuführen wie in einem früheren Bericht über menschliche Psychophysik umgesetzt wo geschätzte Teilnehmer die Laufzeit des visuellen, auditiven oder audiovisuellen Abständen aperiodische Züge von Impulsen.

Eine zwei-Intervall gezwungen Wahl Aufgabe für multisensorische Vergleiche

Dieses Protokoll wurde entwickelt, um die zugrunde liegenden lernbezogenen elektrophysiologischen Veränderungen bei Probanden mit hochgradiger Taubheit nach einer kurzen Trainingszeit in audiotaktiler sensorischer Substitution unter Anwendung der ereignisbezogenen Potentialtechnik zu untersuchen.

Bewertung des audiotaktilen sensorischen Substitutionstrainings bei Teilnehmern mit hochgradiger Taubheit unter Verwendung der ereignisbezogenen Potenzialtechnik

Dieses Protokoll stellt eine Mikrocontroller-basierte Verhaltensbox dar, um die Prepuls-Inhibition (PPI) zu bewerten, indem Beschleunigungsdaten von einem Sensor unter der Box gesammelt werden. Diese Daten bewerten sensorische Gating-Defizite bei sozial isolierten Ratten, mit einer zusätzlichen Methode zur Synchronisierung von Daten mit neuronaler Aktivität, um neurophysiologische Studien zu Verhaltensstörungen voranzutreiben.

Entwicklung einer Verhaltensbox zur Bewertung der Präpulshemmung und der neuronalen Aktivität in psychiatrischen Tiermodellen

Lernen Sie die klassische Konditionierung zur Unterscheidung akustischer und elektrischer Reize bei Ratten mithilfe der Herzfrequenzmessung. Diese Methode identifiziert optimale Stimulationsregionen im Cochlearkern für verbesserte Hörprothesen.

Behavioral Bestimmung des Stimulus-Pair-Diskriminierung von Auditory Akustische und elektrische Reize mit einem klassischen Konditionierung und Herzfrequenz-Ansatz (Video) | JoVE Journal

Behavioral Bestimmung des Stimulus-Pair-Diskriminierung von Auditory Akustische und elektrische Reize mit einem klassischen Konditionierung und Herzfrequenz-Ansatz

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