Un léger Casque-based System pour manipuler Rétroaction sonore chez les oiseaux chanteurs

L’objectif global de cette procédure est de construire un ensemble d’écouteurs légers pour manipuler le retour auditif chez un oiseau chanteur vocalisant. Pour ce faire, il faut d’abord fabriquer les composants qui composent le cadre du casque. La deuxième étape consiste à assembler le cadre du casque et à le fixer à la tête de l’oiseau.

Ensuite, le cadre est retiré et équipé de haut-parleurs miniatures et d’un microphone miniature utilisé pour surveiller les performances du système. La dernière étape consiste à remettre les écouteurs en place et à utiliser du matériel de traitement du son en ligne pour perturber le retour auditif pendant le chant. En fin de compte, ce système de rétroaction auditive virtuelle facilite l’étude de la façon dont le cerveau utilise la rétroaction sensorielle pour optimiser le comportement vocal.

Le principal avantage de cette technique par rapport à d’autres méthodes de stimulation de la plasticité vocale, comme les techniques basées sur l’assourdissement ou le renforcement, est que ce paradigme répertorie la correction d’erreurs en imitant une erreur vocale naturaliste et en permettant au sombre de générer une réponse corrective. Bien que cette méthode ait été développée pour être utilisée chez le pinson du Bengale, elle peut être appliquée à tout animal qui utilise la rétroaction auditive pour réguler le comportement vocal. Pour commencer la fabrication du cadre du casque, coupez les composants en fibre de carbone de la barre transversale et des écouteurs.

Tout d’abord, utilisez la molette de coupe d’un outil Dremel pour préparer une barre transversale à partir de trois centimètres d’une bande de fibre de carbone d’un millimètre sur trois. Préparez ensuite des entretoises verticales à partir de 1,5 centimètre d’une bande de fibre de carbone d’un millimètre sur trois. Enfin, préparez deux écouteurs de quatre millimètres d’un cylindre en fibre de carbone de quatre millimètres de diamètre intérieur et de six millimètres de diamètre extérieur.

Comme les composants du casque sont très petits, ils sont généralement assemblés et soudés au microscope. Assemblez la traverse en perçant deux petits trous, espacés de 4,5 millimètres, au centre de la barre transversale à l’aide d’un embout de 1,4 millimètre de diamètre. Les trous doivent être juste assez grands pour accueillir une vis zéro 80.

Insérez 2 vis 0 80 dans les trous et fixez les écrous hexagonaux. Ensuite, coupez deux bandes de six millimètres d’une aiguille de seringue de petit diamètre et marquez avec une pince pour une meilleure adhérence de l’époxy. Retournez la barre transversale de manière à ce que les écrous hexagonaux reposent sur le dessus pour éviter que l’époxy ne colle la pointe des vis sur les écrous hexagonaux, mettez une goutte d’huile minérale sur la pointe de chaque vis.

Un aspect essentiel de cette procédure est de minimiser le poids total de l’appareil de casque. Cela peut être réalisé en utilisant le moins d’époxy et d’acrylique possible. Placez les deux segments d’aiguille sur les écrous hexagonaux, époxy les écrous hexagonaux l’un à l’autre et aux segments d’aiguille couvrant les deux.

Une fois l’époxy complètement durci, retirez les deux vis après la fabrication des anneaux en mousse comme décrit dans le protocole écrit. Accompagnant cette vidéo, assemblez les écouteurs en collant les entretoises verticales sur la longueur de quatre millimètres du cylindre en fibre de carbone. Lorsque l’époxy a durci, utilisez une petite quantité d’époxy pour coller l’anneau de mousse à l’extrémité du cylindre.

L’anneau en mousse reposera contre la tête de l’oiseau. Dans cette démonstration, la fixation des écouteurs est montrée sur un mannequin sans qu’un oiseau réel ne subisse une intervention chirurgicale. Lors de la réalisation d’une intervention chirurgicale, la première étape est l’anesthésie de l’oiseau comme décrit dans la procédure écrite, placez l’oiseau dans les attaques stéréo préparées et faites une incision de cinq à 10 millimètres dans le cuir chevelu.

L’incision doit se faire le long de la ligne médiane et s’étendre vers l’avant à partir d’un 0,2 millimètre en avant de l’attache des muscles du cou à l’arrière du crâne. Après avoir frotté le crâne exposé avec de l’éthanol à 70 % pour sécher la surface de l’os, utilisez un porte-pince crocodile pour placer la barre transversale de manière à ce que les écrous hexagonaux recouverts d’époxy. Reposez-vous sur le dessus du crâne, soulevez légèrement la barre transversale et collez les écrous hexagonaux sur le crâne.

Veillez à ce que l’adhésif ne touche que les écrous hexagonaux et non la barre transversale elle-même. Cela permettra de retirer les écouteurs en retirant les vis, en ne laissant que les écrous hexagonaux fixés en permanence à la tête comme indiqué ici pour fixer les écouteurs, faites-les glisser le long des barres d’oreille jusqu’à ce que les coussinets en mousse reposent contre la tête de l’oiseau. Utilisez des pinces crocodiles sur les barres d’oreille pour appuyer fermement les coussinets en mousse contre la tête de l’oiseau.

C’est important pour obtenir une bonne étanchéité acoustique. Faites pivoter les écouteurs de manière à ce que les poteaux verticaux touchent l’arrière de la barre transversale, en laissant de l’espace pour la prise de la bande de connexion devant le poteau, collez les poteaux sur la barre transversale à l’aide d’époxy ou d’acrylique, puis laissez 24 heures pour que l’époxy ou l’acrylique durcisse complètement et que l’oiseau se rétablisse. Après 24 heures, examinez les montures pour vous assurer que les coussinets en mousse forment un joint étanche autour des conduits auditifs.

Si le joint est desserré, les coussinets en mousse peuvent être retirés et remplacés par des plus grands. Pour améliorer l’étanchéité acoustique, retirez délicatement les vis à l’aide d’une clé hexagonale de 0,05 pouce et retirez le casque assemblé. Cadre de l’oiseau pour fabriquer les adaptateurs de haut-parleurs.

Insérez une pointe de pipette de 5,2 centimètres de long avec un diamètre allant de cinq millimètres à un millimètre dans un morceau de cylindre en fibre de carbone. Coupez ensuite la pointe de la pipette un millimètre au-delà de l’extrémité du cylindre. Retirez l’embout du cylindre et coupez-le de manière à ce que la longueur totale de l’adaptateur soit de trois millimètres.

Ensuite, connectez les haut-parleurs en soudant cinq centimètres de fil isolé de calibre 36 aux bornes positive et négative des deux haut-parleurs. Pour l’assemblage du composant du microphone du haut-parleur, une bande de ruban isolant électrique sur un côté d’un haut-parleur et de l’époxy, le microphone du casque sur le dessus de la bande soude le fil de terre du microphone à la borne négative du haut-parleur. Ensuite, époxy le haut-parleur et le composant du microphone du haut-parleur dans l’extrémité la plus large de chaque adaptateur.

Le haut-parleur et le port du microphone s’insèrent simplement à l’intérieur de la pipette. Assurez-vous que l’époxy ne couvre aucun des ports. Insérez délicatement les adaptateurs dans les écouteurs.

Collez chaque adaptateur sur son écouteur avec une petite goutte d’époxy. Pour fabriquer la barrette de connexion, coupez un segment de la prise de la barrette de connexion composé de quatre bornes et placez une marque de référence sur un coin de la prise. Positionnez la bande de connexion près de l’un des poteaux verticaux, soudez les fils du haut-parleur et du microphone aux broches.

Utilisez un ome pour vérifier les courts-circuits sur le connecteur, dénudez et réparez si nécessaire, époxy le connecteur. Fixez-le au cadre du casque pour collecter, filtrer le décalage de la fosse et amplifier l’entrée acoustique. Tout d’abord, accrochez un microphone à condensateur omnidirectionnel directement au-dessus de la cage de l’oiseau.

Pré-amplification et passe-bas. Filtrez ce signal et entrez-le dans l’harmoniseur. Utilisez le module de changement de fosse sur l’harmoniseur pour générer un signal acoustique décalé.

Amplifiez ce signal et acheminez-le via le commutateur et le fil flexible vers le canal positif du casque haut-parleur. Ensuite, alimentez le microphone du téléphone en fixant une pile de neuf volts au mur de la caisse de résonance des oiseaux. Connectez la borne positive de la batterie au canal V via le commutateur et le fil flexible, en connectant la borne négative de la batterie à une masse commune sur l’équipement de traitement du signal.

Connectez cette masse commune à la masse du haut-parleur et du microphone du téléphone. Pour calibrer le gain de rétroaction. Fixez le casque fini aux écrous hexagonaux sur la tête de l’oiseau à l’aide de vis zéro 80.

Lorsque l’oiseau commence à chanter, enregistrez trois canaux de données, y compris la cage, le microphone, le signal décalé non décalé et le microphone du téléphone, comme indiqué dans le schéma, qui se trouve dans le protocole écrit. En accompagnant cette vidéo, examinez le son enregistré par le microphone du téléphone. Ce canal enregistrera la superposition du retour virtuel joué par le haut-parleur du casque et le chant réel de l’oiseau qui s’échappe directement dans le cadre du casque.

Ajustez le réglage de l’amplitude de l’amplificateur du haut-parleur de sorte que le retour auditif virtuel soit de 15 à 20 décibels plus fort que le signal de fuite directe. Surveillez les performances du système en vérifiant le casque deux fois par jour pour vous assurer que les haut-parleurs et le microphone fonctionnent correctement. Montré. Voici un exemple de système bien calibré dans lequel le signal enregistré par le microphone du casque est dominé par le signal décalé plutôt que par le signal de fuite directe.

Ici, le signal enregistré par le microphone du casque au moment indiqué par la ligne rouge verticale dans le spectrogramme est dominé par le signal décalé de hauteur, qui est représenté par le graphique rouge dans le spectre de puissance. Cela contraste avec la vocalisation naturelle de l’oiseau, qui est représentée par le tracé noir dans le spectre de puissance. Les résultats indiquent que le son atteignant l’oreille de l’oiseau est dominé par la rétroaction décalée. Une expérience représentative réalisée sur un pinson bengalais adulte est présentée ici.

Le système de casque a été utilisé pour augmenter le retour auditif d’un demi-ton pendant 16 jours. Cette manipulation a entraîné une réduction progressive de la hauteur des sept syllabes du chant. Ce changement dans le programme vocal moteur a entraîné une réduction de l’erreur auditive subie par l’oiseau, démontrant que l’oiseau s’appuie sur la rétroaction auditive pour corriger les erreurs vocales apparentes.

Lorsque le décalage de hauteur a été supprimé après le 16e jour, la hauteur de la chanson est finalement revenue à la ligne de fond. Ces données sont typiques en ce sens qu’elles reflètent une adaptation incomplète. Ici, bien que la hauteur de la rétroaction auditive ait été décalée de 1,0 demi-ton, l’oiseau n’a changé la hauteur de son chant que d’environ 0,4 demi-ton pour les espèces et les systèmes incomplets.

L’adaptation est la norme lorsque la rétroaction virtuelle est utilisée pour perturber une seule modalité sensorielle et, dans le paradigme actuel, reflète probablement une dépendance partielle à des signaux auditifs non auditifs. Comme les oiseaux chanteurs évaluent leurs performances vocales en cours. Une fois masterisé, le casque peut être assemblé et fixé en deux jours ouvrés.

Encore une fois, il est important de ne pas oublier d’utiliser le moins d’époxy ou d’acrylique possible afin de minimiser le poids total des écouteurs.