Un peso ligero, Auriculares basada Sistema de Manipulación de retroalimentación auditiva en Songbirds

El objetivo general de este procedimiento es construir un conjunto de auriculares ligeros para manipular la retroalimentación auditiva en un pájaro cantor vocalizador. Esto se logra fabricando primero los componentes que componen el marco de los auriculares. El segundo paso es montar el marco de los auriculares y fijarlo a la cabeza del pájaro.

A continuación, se retira el marco y se le colocan altavoces en miniatura y un micrófono en miniatura que se utiliza para controlar el rendimiento del sistema. El paso final es volver a conectar los auriculares y utilizar el hardware de procesamiento de sonido en línea para perturbar la retroalimentación auditiva durante el canto. En última instancia, este sistema de retroalimentación auditiva virtual facilita la investigación sobre cómo el cerebro utiliza la retroalimentación sensorial para optimizar el comportamiento vocal.

La principal ventaja de esta técnica sobre otros métodos para impulsar la plasticidad vocal, como el ensordecimiento o las técnicas basadas en el refuerzo, es que este paradigma enumera la corrección de errores imitando un error vocal naturalista y permitiendo que el sombrío genere una respuesta correctiva. Aunque este método fue desarrollado para su uso en el pinzón bengalí, se puede aplicar a cualquier animal que utilice la retroalimentación auditiva para regular el comportamiento vocal. Para comenzar la fabricación del marco de los auriculares, corte los componentes de fibra de carbono para la barra transversal y los auriculares.

En primer lugar, utiliza el disco de corte de una herramienta Dremel para preparar un travesaño a partir de tres centímetros de una tira de fibra de carbono de uno por tres milímetros. A continuación, prepare puntales verticales de 1,5 centímetros de una tira de fibra de carbono de uno por tres milímetros. Finalmente, prepare dos auriculares de cuatro milímetros de un cilindro de fibra de carbono de cuatro milímetros de diámetro interior y seis milímetros de diámetro exterior.

Debido a que los componentes de los auriculares son muy pequeños, generalmente se ensamblan y sueldan bajo un microscopio. Ensamble la barra transversal perforando dos orificios pequeños, separados por 4,5 milímetros en el centro de la barra transversal con una broca de 1,4 milímetros de diámetro. Los agujeros deben ser lo suficientemente grandes como para acomodar un tornillo cero 80.

Inserte 2 0 80 tornillos a través de los orificios y fije las tuercas hexagonales. A continuación, corte dos tiras de seis milímetros de una aguja de jeringa de diámetro pequeño y marque con unos alicates para una mejor adherencia del epoxi. Gire la barra transversal para que las tuercas hexagonales queden en la parte superior para evitar que el epoxi pegue la punta de los tornillos a las tuercas hexagonales, ponga una gota de aceite mineral en la punta de cada tornillo.

Un aspecto crítico de este procedimiento es minimizar el peso total del aparato de auriculares. Esto se puede lograr usando la menor cantidad posible de epoxi y acrílico. Coloque los dos segmentos de la aguja encima de las tuercas hexagonales, epoxi las tuercas hexagonales entre sí y con los segmentos de la aguja cubriendo ambos.

Después de que el epoxi esté completamente curado, retire ambos tornillos después de la fabricación de los anillos de espuma como se describe en el protocolo escrito. Acompañando este video, ensamble los auriculares pegando los puntales verticales al cilindro de fibra de carbono de cuatro milímetros de longitud. Cuando el epoxi se haya endurecido, use una pequeña cantidad de epoxi para pegar el anillo de espuma al extremo del cilindro.

El anillo de espuma descansará contra la cabeza del ave. En esta demostración, la fijación de los auriculares se muestra en un maniquí sin un pájaro real sometido a cirugía. Al realizar una cirugía, el primer paso es la anestesia del ave como se describe en el procedimiento escrito, colocar al ave en los ataques estéreo preparados y hacer una incisión de cinco a 10 milímetros en el cuero cabelludo.

La incisión debe ser a lo largo de la línea media y extenderse hacia delante desde 0,2 milímetros por delante de la unión de los músculos del cuello en la parte posterior del cráneo. Después de frotar el cráneo expuesto con etanol al 70% para secar la superficie del hueso, use un soporte de pinza de cocodrilo para colocar la barra transversal de manera que el epoxi cubra las tuercas hexagonales. Descansa en la parte superior de la calavera, levanta ligeramente la barra transversal y pega las tuercas hexagonales a la calavera.

Tenga cuidado de que el adhesivo toque solo las tuercas hexagonales y no el travesaño en sí. Esto permitirá la extracción de los auriculares quitando los tornillos, dejando solo las tuercas hexagonales unidas permanentemente a la cabeza como se muestra aquí para sujetar los auriculares, deslícelos a lo largo de las barras de los oídos hasta que las almohadillas de espuma descansen contra la cabeza del ave. Use pinzas de cocodrilo en las barras de los oídos para presionar las almohadillas de espuma firmemente contra la cabeza del ave.

Esto es importante para conseguir un buen sellado acústico. Gire los auriculares para que los postes verticales toquen la parte posterior de la barra transversal, dejando espacio para el zócalo de la tira de conectores frente a los postes de pegamento del poste a la barra transversal con epoxi o acrílico, y luego espere 24 horas para que el epoxi o el acrílico se curen por completo y para que el ave se recupere. Después de 24 horas, examine los marcos para asegurarse de que las almohadillas de espuma formen un sello hermético alrededor de los canales auditivos.

Si el sello está suelto, las almohadillas de espuma se pueden quitar y reemplazar por otras más grandes. Para mejorar el sellado acústico, retire suavemente los tornillos con una llave hexagonal de 0,05 pulgadas y retire los auriculares ensamblados. Marco del pájaro para fabricar los adaptadores de altavoz.

Inserte una punta de pipeta de 5,2 centímetros de largo con un diámetro que se estrecha de cinco milímetros a un milímetro en un trozo de desecho de cilindro de fibra de carbono. A continuación, corte la punta de la pipeta un milímetro más allá del extremo del cilindro. Retire la punta del cilindro y córtela de modo que la longitud total del adaptador sea de tres milímetros.

A continuación, conecte los altavoces soldando longitudes de cinco centímetros de cable aislado de calibre 36 a los terminales positivo y negativo de ambos altavoces. Para el montaje del altavoz, el componente del micrófono ep una tira de cinta aislante eléctrica a un lado de un altavoz y epoxi, el micrófono de los auriculares, en la parte superior de la cinta, suelde el cable de tierra del micrófono al terminal negativo del altavoz. A continuación, coloque epoxi tanto el altavoz como el componente del micrófono del altavoz en el extremo más ancho de cada adaptador.

Tanto el puerto del altavoz como el del micrófono caben dentro de la pipeta. Asegúrese de que el epoxi no cubra ninguno de los puertos. Inserte suavemente los adaptadores en los auriculares.

Pega cada adaptador a su auricular con una pequeña gota de epoxi. Para fabricar la regleta de conectores, corte un segmento del zócalo de la tira de conectores que consta de cuatro terminales y coloque una marca de referencia en una esquina del zócalo. Coloque la tira de conectores cerca de uno de los postes verticales, suelde los cables del altavoz y del micrófono a las clavijas.

Utilice un ome para comprobar si hay cortocircuitos en el conector, pele y repare si es necesario, epoxi el conector. Tira hasta el marco de los auriculares para recoger, filtrar el desplazamiento del foso y amplificar la entrada acústica. Primero, cuelgue un micrófono de condensador omnidireccional directamente sobre la jaula del pájaro.

Pre amplificación y paso bajo. Filtre esta señal e introdúzcala en el armonizador. Utilice el módulo de cambio de foso en el armonizador para generar una señal acústica desplazada.

Amplifique esta señal y diríjala a través del conmutador y el cable flexible al canal positivo de los auriculares con altavoz. A continuación, proporcione energía al micrófono del teléfono conectando una batería de nueve voltios a la pared de la caja de resonancia del pájaro. Conecte el terminal positivo de la batería al canal V a través del conmutador y el cable flexible, conectando el terminal negativo de la batería a una tierra común en el equipo de procesamiento de señales.

Conecte esta conexión a tierra común al altavoz y a la conexión a tierra del micrófono del teléfono. Para calibrar la ganancia de retroalimentación. Fije los auriculares terminados a las tuercas hexagonales de la cabeza del pájaro con tornillos cero 80.

Cuando el ave comience a cantar, registre tres canales de datos, incluida la jaula, el micrófono, la señal desplazada de señal no desplazada y el micrófono del teléfono como se muestra en el esquema, que se puede encontrar en el protocolo escrito. Acompañando este video, examine el sonido grabado desde el micrófono del teléfono. Este canal grabará la superposición de la retroalimentación virtual reproducida a través del altavoz de los auriculares y el canto real del pájaro que se filtra directamente en el marco de los auriculares.

Ajuste la configuración de amplitud del amplificador de altavoz para que la retroalimentación auditiva virtual sea de 15 a 20 decibelios más alta que la señal de fuga directa. Supervise el rendimiento del sistema revisando los auriculares dos veces al día para asegurarse de que tanto los altavoces como el micrófono funcionen correctamente. Mostrado. Este es un ejemplo de un sistema bien calibrado en el que la señal grabada por el micrófono de los auriculares está dominada por la señal de cambio de tono en lugar de la señal de fuga directa.

Aquí, la señal grabada a través del micrófono de los auriculares en el momento indicado por la línea roja vertical en el espectrograma está dominada por la señal de cambio de tono, que está representada por el gráfico rojo en el espectro de potencia. Esto contrasta con la vocalización natural del ave, que está representada por la trama negra en el espectro de potencia. Los resultados indican que el sonido que llega al oído del ave está dominado por la retroalimentación desplazada, se muestra aquí un experimento representativo realizado en un pinzón bengalí adulto.

El sistema de auriculares se utilizó para aumentar la retroalimentación auditiva en un semitono durante 16 días. Esta manipulación resultó en una reducción gradual del tono de las siete sílabas de las canciones. Este cambio en el programa motor vocal resultó en una reducción en el error auditivo experimentado por el ave, lo que demuestra la dependencia del ave de la retroalimentación auditiva para corregir los errores vocales aparentes.

Cuando se eliminó el cambio de tono después del día 16, el tono de la canción finalmente volvió a la línea de base. Estos datos son típicos en el sentido de que reflejan una adaptación incompleta. Aquí, aunque el tono de la retroalimentación auditiva se desplazó en 1,0 semitonos, el ave cambió el tono de su canto solo en unos 0,4 semitonos a través de especies y sistemas incompletos.

La adaptación es la norma cuando se utiliza la retroalimentación virtual para perturbar una sola modalidad sensorial y, en el paradigma actual, probablemente refleja una dependencia parcial de las señales auditivas no auditivas. A medida que los pájaros cantores evalúan su rendimiento vocal continuo. Una vez dominados, los auriculares se pueden montar y acoplar en dos días laborables.

Una vez más, es importante recordar usar la menor cantidad posible de epoxi o acrílico para minimizar el peso total de los auriculares.