Name: Détermination du comportement de la discrimination de la paire de stimuli acoustiques des stimuli auditifs et électrique en utilisant un conditionnement classique et de fréquence cardiaque approche (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-06-06T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 50 s
Description: Découvrez une méthode de conditionnement classique pour étudier la discrimination de stimuli acoustiques et électriques chez le rat. Cette approche par fréquence cardiaque permet d'identifier les régions optimales du noyau cochléaire pour les prothèses auditives.

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Le financement de cette recherche a été fourni par les passes Garnett et Rodney Williams Memorial Foundation et l&#39;Université La Trobe.

<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>
<li>Shivdasani, M. N., Mauger, S. J., Argent, R. E., Rathbone, G. D., Paolini, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inferior+colliculus+responses+to+dual-site+intralamina+stimulation+in+the+ventral+cochlear+nucleus%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Inferior colliculus responses to dual-site intralamina stimulation in the ventral cochlear nucleus.</a> J. Comp. Neurol. 518, 4226-4242 (2010).</li>
<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 est directeur de Bioengenesis Technologies Pty Ltd, qui sont les représentants de l&#39;Australie pour Tucker Technologies Davis et le distributeur australien de sondes NeuroNexus.

Les techniques décrites ici sont un moyen pour tester une gamme de tâches de discrimination rapidement, avec des temps de formation de courte durée et permettant une automatisation substantielle, réduisant ainsi le temps nécessaire pour chercheur de traitement des données. En utilisant les données obtenues à partir de l&#39;ECG implanté, le calcul de la fréquence cardiaque (HR) changement dans les moments de la présentation du stimulus peut être automatisé. Les erreurs dans le traitement ECG (comme manquant un seul battement de cœur) peut être facilement identifiés car ils produisent des changements importants dans faussement apparente du rythme cardiaque pour une période très brève, et une telle détection d&#39;erreur facile minimise l&#39;exigence des temps intensive révision manuelle des données . La technique décrite à l&#39;implantation de l&#39;appareil de télémétrie ECG produit régulièrement des enregistrements avec peu ou pas d&#39;interférence (voir les figures 1 et 2). Toutefois, des variations relativement faibles dans la mise en place du plomb dans la région du médiastin peut conduire à une ingérence du muscle à proximités et en particulier la respiration associée à du bruit. Vérification de placement correct des conducteurs au cours du processus d&#39;implantation, en particulier après la suture fils en place, permet des réglages fins de placement de plomb pour minimiser les interférences. Le processus d&#39;implantation du cerveau dans le noyau cochléaire est difficile. En utilisant des présentations de série de passe-bande de bruit filtré plusieurs gammes de fréquences, plutôt que de bruit à large bande comme cela a déjà été utilisé 3, les réponses des populations de cellules sur les sites d&#39;électrodes peuvent être rapidement en revue en termes de réponse en fréquence plutôt que le moins de bruit spécifique réponse. La capacité d&#39;identifier rapidement quand un éventail suffisant de populations de cellules fréquence accordés sont accessibles est essentiel dans la recherche lorsque la discrimination stimulus électrique est mis à l&#39;essai. Si insuffisante fréquence de distribution est obtenue, puis la comparaison entre la stimulation des zones de fréquence distinctes n&#39;est tout simplement pas possible. Néanmoins, le processus plus longde la fréquence d&#39;amplitude de cartographie de réponse reste essentielle pour fournir de détails sur la largeur de la mise au point des populations de cellules et doit être effectuée préalablement à la fixation de l&#39;électrode en place. Dans la formation comportementale et l&#39;essai, l&#39;inclusion d&#39;un non-relance (ou silencieuse) période entre les essais, avant le début du stimulus, la réponse permet à l&#39;apparition de relance initiale à être examinée. Lorsque vous utilisez la stimulation électrique de neurones, une réponse à l&#39;apparition de relance apporte la preuve pour la simple détection du stimulus. Ainsi, quand il n&#39;ya pas de réponse le début du stimulus, mais une réponse quand le stimulus deuxième alternance est introduit, il peut être déduit que seul le stimulus-ci peut être détecté. Sans l&#39;inclusion d&#39;une telle période de silence, il n&#39;y aurait aucun moyen de déterminer que le stimulus ancienne n&#39;a pas été détecté. Une limitation de cette technique est que les tests de comportement de l&#39;absence de pied-chocs livrés après la présentation de neurala stimulation l peut conduire à l&#39;élaboration de la spécificité dans la peur conditionnée, tels que la peur est seulement exprimé lors stimulus acoustique est présenté. C&#39;est, l&#39;animal peut apprendre que les effets particuliers sensoriels de la stimulation neuronale sont associés à la non réception d&#39;un choc à la patte. En revanche, la mise à pied des chocs après la présentation de la stimulation neuronale pourrait conduire à une peur conditionnée du stimulus neuronal lui-même, distincte de toutes les propriétés du son, comme le stimulus de neurones peuvent avoir. Les résultats obtenus lors de l&#39;exclusion d&#39;un pied-choc après la stimulation neuronale certainement fournir des preuves plus solides de relance de neurones étant son type que ceux qui utilisent un pied-choc après la stimulation neuronale, comme dans le premier cas, la peur conditionnée a généralisé de l&#39;acoustique à la stimulation neuronale. Néanmoins, le risque de développer la spécificité à l&#39;acoustique plutôt que la stimulation neuronale est présente. L&#39;utilisation de passe-bande filtrée bruit stimulus acoustique plutôt que salves de son pur, dont la premièrepeut mieux refléter l&#39;expérience perceptive de la stimulation neuronale, pourrait réduire le risque de développer une telle spécificité. Toutefois, une telle procédure introduit la variable supplémentaire de bande passante du filtre, ce qui aura une incidence sur des tâches de discrimination. Une limitation supplémentaire associé à une implantation chronique neuronal, comme requis pour l&#39;essai du comportement, est le changement de la fonction de l&#39;électrode ou le tissu neuronal associé au fil du temps. La stimulation de tissu neural peut conduire à la fois la suppression temporaire de 13 l&#39;activité neuronale et changements dans les tissus tels que la perte de cellules du tissu cérébral de réponse 14 et direct à l&#39;électrode 15. L&#39;approche décrite à l&#39;implantation et tests comportementaux fournit un moyen de tester à la fois la détection et la discrimination de stimuli acoustiques et électriques avec une brève formation, et la capacité d&#39;exercer un contrôle de la fréquence d&#39;essai. La technique de utilisant un changement de la fonction RH un de mesuree de la peur conditionnée peut être applicable à l&#39;absence de dépistage auditif seulement, mais plus généralement à toute analyse sensorielle dans laquelle les stimuli peuvent être présentés pour une période discrète, et dans lequel la détection de la discrimination sensorielle est souhaitée.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom </td><td> Entreprise </td><td> Modèle </td><td> Commentaires </td></tr><tr><td> PowerLab </td><td> ADInstruments </td><td> ML880 </td><td> Enregistre les données reçues de l&#39;émetteur implanté TR40 </td></tr><tr><td> Carte contrôleur SmartCtrl </td><td> Associés Med </td><td> DIG-716B </td><td> Contrôle de la chambre de test de comportement, y compris le choc du pied </td></tr><tr><td> Modulaire chambre de test comportemental </td><td> Associés Med </td><td> ENV-009 </td><td> Taille de la chambre d&#39;essai: 30,5 cm x 39,4 cm </td></tr><tr><td> Générateur de stimulus aversif </td><td> Associés Med </td><td> ENV-410B </td><td> Délivre aversif pied-chocs à la barre métallique-plancher de la cage à travers une unité embrouilleur à semi-conducteurs </td></tr><tr><td> Atténuateur programmable </td><td> TDT </td><td> PA5 </td><td> Contrôle la amplitude du signal acoustique délivrée pour assurer une amplitude stable pour toutes les fréquences </td></tr><tr><td> Enceinte électrostatique </td><td> TDT </td><td> ED1 </td><td> Disques les haut-parleurs électrostatiques (EC1, ES1) </td></tr><tr><td> Champ libre parleur électrostatique </td><td> TDT </td><td> ES1 </td><td> Les sons sont présentés en utilisant cette enceinte dans la chambre de test comportemental </td></tr><tr><td> Couplé haut-parleur électrostatique </td><td> TDT </td><td> EC1 </td><td> Les sons sont présentés en utilisant ce haut-parleur pendant la chirurgie implantaire neurones </td></tr><tr><td> Stimulateur de station de base </td><td> TDT </td><td> RX7 </td><td> La livraison des commandes de stimulation neurale électrique (utilisé avec MS16) </td></tr><tr><td> Microstimulateur </td><td> TDT </td><td> MS16 </td><td> Rend multicanal stimulation électrique de neurones </td></tr><tr><td> Station de base de traitement </td><td> TDT </td><td> RZ2 </td><td> Dossiers d&#39;activité neuronale du cerveau lors de l&#39;implantation (en utilisant PZ2 préamplificateur) </td></tr><tr><td> Préamplificateur </td><td> TDT </td><td> PZ2-256 </td><td> 256 à canal préamplificateur à haute impédance </td></tr><tr><td> Récepteur de l&#39;appareil de télémétrie </td><td> Recherche de télémétrie </td><td> TR162 </td><td> Reçoit signal numérique à partir TR40, et convertit en sortie analogique amplifié </td></tr><tr><td> Dispositif de télémétrie implantable électrocardiogramme </td><td> Recherche de télémétrie </td><td> TR40 </td><td> Le dispositif émetteur implanté, l&#39;échantillonnage à 2kHz </td></tr><tr><td> Multifonction Processeur </td><td> Tucker Technologies Davis (TDT) </td><td> RX6 </td><td> Utilisé pour générer des stimuli acoustiques </td></tr><tr><td> Vertex Castavaria </td><td> Vertex dentaire </td><td></td><td> Acrylique dentaire utilisé pour fixer l&#39;électrode en place </td></tr><tr><td> Kwik-Sil adhésif, basse viscosité </td><td> Instruments de précision du monde </td><td></td><td> Élastomère de silicone utilisé pour recouvrir les tiges d&#39;électrodes </td></tr><tr><td> Électrode multicanal </td><td> NeuroNexus </td><td> a2x16-10mm 100-500-413 </td><td> Le 2-tige 32 à réseau de canaux d&#39;électrode extracellulaire utilisé pour l&#39;implantation. Les sites d&#39;électrodes ont été activés pour produire un revêtement d&#39;oxyde d&#39;iridium en vue de la stimulation. </td></tr></tbody></table>

détermination du comportement de la discrimination de la paire de stimuli acoustiques des stimuli auditifs et électrique en utilisant un conditionnement classique et de fréquence cardiaque approche

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

Préparations animales aigues ont été utilisés dans la recherche prospective de l&#39;enquête conceptions d&#39;électrodes de stimulation et des techniques pour l&#39;intégration dans les prothèses auditives de neurones, tels que les implants du tronc cérébral auditif et 1-3 implants auditifs mésencéphale 4,5. Bien que les expériences aiguës peuvent donner un aperçu initial de l&#39;efficacité de l&#39;implant, de tester les animaux chroniquement implantés et éveillé offre l&#39;avantage d&#39;examiner les propriétés psychophysiques des sensations induites à l&#39;aide de dispositifs implantés 6,7. Plusieurs techniques comme récompense basée sur le conditionnement opérant 6-8, l&#39;évitement conditionné 9-11, ou conditionnement de la peur classique 12 ont été utilisées pour fournir une confirmation de la détection comportementale d&#39;un attribut de stimulus pertinent. Sélection d&#39;une technique concerne des aspects d&#39;équilibrage, notamment un gain de temps (souvent pauvres en récompense des approches fondées sur), la possibilité de tester une pluralité derelance attribue simultanément (limitée dans le conditionnement d&#39;évitement), et la fiabilité de la mesure des stimuli répétés (une contrainte potentielle lorsque des mesures physiologiques sont employées). Ici, une méthode classique peur conditionnement comportemental est présentée, qui peut être utilisé pour tester simultanément à la fois la détection d&#39;un stimulus, et la discrimination entre deux stimuli. De fréquence cardiaque est utilisé comme une mesure de réaction de peur, ce qui réduit ou élimine la nécessité pour les temps de codage vidéo pour le comportement de gel ou d&#39;autres mesures de ce type (même si de telles mesures pourraient être inclus afin de fournir des preuves convergentes). Les animaux ont été conditionnés à l&#39;aide de ces techniques en trois séances de conditionnement de 2 heures, chacun fournissant 48 essais de relance. Séances d&#39;essais ultérieurs de 48 essais ont ensuite été utilisés pour tester pour la détection de chaque stimulus en paires présentées, et la discrimination entre les stimuli de test membres de chaque paire. Cette méthode comportementale est présentée dansle contexte de son utilisation dans la recherche auditive prothétique. L&#39;implantation de dispositifs de télémétrie de l&#39;électrocardiogramme est montré. Implantation ultérieure d&#39;électrodes cérébrales dans le noyau cochléaire, guidé par la surveillance des réponses neuronales à des stimuli acoustiques, et la fixation de l&#39;électrode en place pour l&#39;utilisation chronique est également montré.

L&#39;application d&#39;un paradigme classique conditionnement à la peur du comportement de la recherche auditive prothétique chez le rat est décrit. Ce paradigme fournit un mécanisme pour identifier à la fois la détection, et la discrimination entre, d&#39;acoustique et distincte des stimuli électriques en utilisant la fréquence cardiaque comme mesure des résultats.

Détermination du comportement de la discrimination de la paire de stimuli acoustiques des stimuli auditifs et électrique en utilisant un conditionnement classique et de fréquence cardiaque approche

Des préparations animales aiguës ont été utilisées dans des recherches étudiant de manière prospective la conception d'électrodes et les techniques de stimulation en vue de leur intégration dans le système nerveux...

L'objectif général de cette procédure est d'identifier les régions de stimulation du noyau cochléaire et les schémas de stimulation neuronale qui produisent des sensations de fréquence discernables par l'animal. Premièrement, un dispositif de surveillance du rythme cardiaque est implanté afin de permettre la mesure des réponses physiologiques de l'animal. Ensuite, une électrode neuronale par laquelle une stimulation peut être délivrée au système auditif est implantée dans le noyau cochléaire.Ensuite, l'animal est conditionné pour détecter les différences de fréquence entre les sons présentés et produire une réponse physiologique. Enfin, on évalue la capacité de l'animal à détecter différentes localisations et motifs de neurostimulation du système auditif. En définitive, des résultats peuvent être obtenus, indiquant quelles zones du noyau cochléaire sont les mieux adaptées à la stimulation dans le cadre de prothèses auditives et de motifs de stimulation.Particulièrement adapté à une utilisation dans de tels dispositifs en identifiant les emplacements et les schémas de stimulation qui produisent de manière constante des sensations de fréquence distinctes. Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes, telles que la stimulation neuronale et l'enregistrement sur une préparation aiguë, est qu'il est possible d'identifier des cibles et des techniques de stimulation qui sont effectivement distinguées et détectées par l'animal. Les implications de cette technique s'étendent à la thérapie pour le traitement de la surdité dans les cas où les implants cochléaires ne peuvent être utilisés, soit en raison d'une cochlée altérée, soit en raison de lésions du nerf auditif.Cette technique permettra de déterminer les stratégies de stimulation qui imitent le mieux le traitement acoustique normal. Trois à cinq jours après l'implantation de l'appareil de télémétrie électrocardiographique, commencez l'implantation des électrodes cérébrales en administrant d'abord un analgésique et un anesthésique. Une fois l'anesthésie confirmée, rasez la tête de l'animal et nettoyez-la avec une solution alcoolisée de Bétadine, puis avec du Bétadine.Placer l'animal sur une plaque homéothermique. Soulever et positionner l'animal entre les barres auriculaires, puis insérer la première barre auriculaire dans le conduit acoustique externe. Verrouiller la première barre auriculaire en place.Ensuite, glissez la seconde barre auriculaire en place à l’aide de pinces à dents de rat. Ouvrez la mâchoire de l’animal et accrochez les incisives supérieures au support dentaire. Une fois en position, faites glisser le cône nasal sur le nez pour commencer l’administration d’isoflurane, qui se poursuivra pendant toute la durée de l’intervention chirurgicale.Après avoir exposé l'os pariétal, nettoyez la surface à l'aide d'une solution de peroxyde à 20 %. Sur un tampon de gaze, percez un trou d'environ deux millimètres carrés dans l'extrémité latérale du plus grand développement de l'os interpariétal. Rincez le trou avec une solution saline stérile afin d'éliminer tout débris osseux, poussière ou fragment d'os susceptible d'endommager l'électrode ; sous un microscope, percez un petit trou dans l'os pariétal gauche et dans l'os interpariétal droit.Ensuite, vissez une vis en acier chirurgical dans chaque trou, en laissant environ 0,5 millimètre entre la tête de chaque vis et le crâne. Fixez le haut-parleur de couplage sur la barre auriculaire creuse gauche. Placez le manipulateur d'électrode en position au-dessus de l'ouverture avec un angle rostral Cato de 10 degrés.Ensuite, à l’aide de la pointe d’une aiguille, pratiquer une incision dans la dure-mère sur le plan sagittal. Introduire manuellement l’électrode d’environ deux millimètres sous la surface du cerveau. Connecter les vis aux points d’électrode de masse et de référence de l’étage d’amplification crânien à haute impédance.Veillez à ce que l'amplificateur soit allumé. Scellez ensuite la chambre d'enregistrement et commencez la délivrance cyclique d'un bruit filtré en bande passante moyenne basse et haute fréquence, avec une fréquence maximale d'une impulsion toutes les 200 millisecondes. Surveillez l'activité neuronale sur chaque canal afin de détecter les réponses au bruit. Présentation.Continuez l'insertion de l'électrode jusqu'à ce que la distance insérée totale approche huit millimètres ou jusqu'à ce que des réponses soient observées lors de présentations de bruit. Si le noyau cochléaire a été atteint, les sites situés à l'extrémité de l'électrode devraient principalement présenter des réponses à des stimuli de haute fréquence. Continuez l'insertion de l'électrode jusqu'à ce que la pointe détecte.Les réponses aux stimuli de basse fréquence ou à l'activité induite par l'audition cessent de se produire. Si l'activité cesse, l'électrode a peut-être traversé entièrement le noyau cochléaire, et il peut être nécessaire de réajuster le positionnement de l'électrode. Élaborer une carte de réponse fréquence-amplitude des neurones aux sites des électrodes en présentant des tons purs par paliers de fréquence couvrant la gamme de fréquences souhaitée, à des amplitudes comprises entre 1 et 70 décibels, avec 10 répétitions de chaque stimulus.Pour protéger le tissu cérébral et l'électrode, appliquez une fine couche d'élastomère de silicone légèrement au-dessus des branches de l'électrode exposées, de sorte que l'élastomère s'écoule le long des branches et recouvre à la fois celles-ci et la surface exposée du cerveau. Pour fixer l'électrode en place, appliquez du ciment dentaire, reliez le fil de masse de l'électrode aux vis, puis appliquez davantage de ciment dentaire afin d'obtenir une meilleure solidité. Une fois le ciment durci, sutures l'incision autour de l'électrode, puis placez la cage d'habitation sur un tapis chauffant pendant 24 heures pour permettre à l'animal de se remettre.Après avoir activé le dispositif de télémétrie, placer l'animal dans la chambre de test et lui permettre de s'acclimater pendant cinq minutes avant de commencer le conditionnement. Pour réaliser la procédure de conditionnement, délivrer un membre choisi aléatoirement parmi la paire de stimuli acoustiques, répété en impulsions de 250 millisecondes séparées par 250 millisecondes de silence, pendant une durée de 80 à 170 secondes. Chaque présentation de stimulation doit présenter un temps de montée et de descente de 10 millisecondes.Pour éviter que le clic ne soit perçu, commencez par alterner. Le deuxième élément de la paire de stimuli acoustiques consiste à présenter chaque ton pendant 250 millisecondes, suivi d'un silence de 250 millisecondes. Après 9,5 seconde des dix secondes de présentation alternative des tons, appliquez une secousse électrique de 0,5 milliseconde aux pattes, puis interrompez la présentation des tons pendant 30 secondes afin de permettre la stabilisation de la fréquence cardiaque.Continuer ce processus jusqu'à ce que 48 cycles de la procédure aient été effectués. Pour garantir un nombre suffisant de répétitions de chaque paire de tons pour l'analyse, s'assurer que chaque paire de tons est présentée au moins quatre fois. Après avoir fixé le câble de stimulation neuronale et activé le dispositif de télémétrie sous anesthésie à l'isoflurane, laisser l'animal se remettre et s'acclimater à la chambre d'essai pendant 10 minutes avant le test.Afin de maintenir le conditionnement de la journée précédente, appliquer une paire de stimuli acoustiques alternés comme décrit précédemment, suivie d'un choc aux pattes d'une durée de 0,5 milliseconde. Après avoir laissé le rythme cardiaque se stabiliser, appliquer de manière répétée un membre choisi aléatoirement parmi une paire de stimuli électriques en impulsions de 250 millisecondes, séparées par 250 millisecondes de silence, pendant une durée totale de 80 à 170 secondes. Ensuite, commencer à alterner le second membre de la paire de stimuli électriques avec le premier, en présentant chaque ton pendant 250 millisecondes, suivi de 250 millisecondes de silence, pour une durée totale de 10 secondes.Répétez le cycle avec la paire suivante de stimulation électrique sélectionnée aléatoirement jusqu'à ce qu'au moins 20 essais de chaque paire aient été délivrés à des intervalles aléatoires. Insérez une paire de stimulus acoustique pour maintenir le conditionnement. Une fois le test terminé, désactivez le dispositif de télémétrie, débranchez le câble de stimulation et remettez l'animal dans son enclos d'origine.On voit ici la réponse électrophysiologique d'une électrode correctement positionnée. Chaque histogramme présente les données pour une fréquence donnée à un site électrode précis, et chaque colonne représente une période de temps de 25 millisecondes sur les deux branches du réseau d'électrodes. Des réponses sont détectées à chaque site électrode individuel uniquement en réponse à une bande de fréquences très étroite, mais ces bandes étroites sont réparties sur une large gamme de fréquences.Une telle distribution est optimale, car de nombreuses régions distinctes du cerveau associées à des fréquences différentes peuvent être stimulées indépendamment. Idéalement, le positionnement des électrodes devrait permettre de détecter des réponses neuronales à un stimulus acoustique sur plusieurs canaux, avec une amplitude sonore aussi faible que 10 décibels, comme observé dans cette réponse électrophysiologique au canal 10. On observe ici la réponse électrophysiologique enregistrée avec un positionnement inadéquat des électrodes : l'activité se produit aux extrémités de chaque barrette du réseau d'électrodes, mais il existe peu de variation de la fréquence du stimulus acoustique provoquant une activité à chaque site électrode.Une telle implantation ne permet pas la stimulation d'une couche de fréquence distincte pour les tests de discrimination. Ici, des tracés individuels et des données proportionnelles de fréquence cardiaque moyenne sont présentés, allant de huit secondes avant à huit secondes après le début de la présentation du stimulus électrique alterné. Ces données ont été recueillies lors de la septième séance de test et comprenaient 12 présentations de stimulus électriques.Une diminution significative de la fréquence cardiaque se produit rapidement après l'application du deuxième stimulus nerveux, suivie d'une augmentation significative de la fréquence cardiaque, ce qui suggère que l'animal a détecté la différence entre le premier et le deuxième stimulus. Le degré d'erreur et la variance de la réponse sont indiqués dans le graphique représentant la moyenne proportionnelle plus l'erreur type, et la significativité de la baisse et de la hausse après la présentation du deuxième stimulus peut être vérifiée à l'aide d'intervalles de confiance à 95 %. Lors de la réalisation de cette procédure, il est important de garder à l'esprit que tout stimulus externe détectable par l'animal peut entraîner des variations de la fréquence cardiaque, augmentant ainsi la variabilité des résultats ; les tests et l'entraînement doivent donc être réalisés dans un environnement constant et bien isolé afin de minimiser ces effets. Après son développement, cette technique ouvre la voie aux chercheurs dans le domaine de la biomécanique pour explorer de meilleures méthodes de stimulation électrique du cerveau dans divers systèmes sensoriels afin d'obtenir des réponses comportementalement pertinentes.

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