Name: Determinazione del comportamento della discriminazione Coppia stimolo acustico stimoli uditivi e elettrica utilizzando un condizionamento classico e alla frequenza cardiaca approccio (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-06-06T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 50 s
Description: Scopri il condizionamento classico per la ricerca sulle protesi uditive nei ratti, utilizzando la misurazione della frequenza cardiaca per valutare la discriminazione di stimoli acustici ed elettrici nel nucleo cocleare.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Il finanziamento per questa ricerca è stato fornito da The Pass Garnett e Rodney Williams Memorial Foundation e La Trobe University.

<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 è un direttore di Bioengenesis Technologies Pty Ltd che sono i rappresentanti australiani per Tucker Technologies Davis e il distributore australiano di sonde NeuroNexus.

Le tecniche descritte qui forniscono un mezzo per testare una serie di compiti di discriminazione rapidamente, con tempi di formazione di breve durata e consentendo per l&#39;automazione sostanziale, riducendo così al minimo ricercatore a tempo richiesto per l&#39;elaborazione dei dati. Utilizzando i dati ottenuti dal impiantato ECG, il calcolo della frequenza cardiaca (HR) il cambiamento nei momenti di presentazione dello stimolo può essere automatizzato. Errori nel trattamento ECG (come ad esempio manca un solo battito cardiaco) possono essere facilmente identificati in quanto producono grandi variazioni falsamente in apparente della frequenza cardiaca per un periodo molto breve, e tale rilevazione degli errori semplice riduce al minimo la necessità di tempo ad alta intensità di revisione manuale dei dati . La tecnica descritta per l&#39;impianto del dispositivo di telemetria ECG produce costantemente registrazioni con poca o nessuna interferenza (vedi figure 1 e 2). Tuttavia, le variazioni relativamente piccole nel posizionamento del piombo nella regione mediastino può comportare interferenze da muscolo vicinas e particolare respirazione associata rumore. Verifica del corretto posizionamento dei cavi durante il processo di impianto, in particolare dopo la sutura cavi in ​​vigore, permette regolazioni di precisione di posizionamento di piombo per minimizzare le interferenze. Il processo di impianto cervello nel nucleo cocleare è difficile. Utilizzando presentazioni seriali di passa-banda di rumore filtrato delle gamme di frequenza diversi, piuttosto che il rumore a banda larga, come è già stato utilizzato 3, le risposte di popolazioni cellulari in siti di elettrodi possono essere rapidamente recensione in termini di risposta in frequenza piuttosto che l&#39;meno specifico rumore risposta. La capacità di identificare rapidamente quando un numero sufficiente di frequenza sintonizzati popolazioni cellulari sono accessibili è fondamentale nella ricerca quando la discriminazione stimolo elettrico viene testato. Se insufficiente frequenza di distribuzione si ottiene, quindi il confronto tra la stimolazione delle zone di frequenza differenti non è semplicemente possibile. Tuttavia, il processo piùdi frequenza di ampiezza mapping risposta rimane critica a fornire dettagli riguardo l&#39;ampiezza di messa a punto di popolazioni di cellule e dovrebbe essere eseguito prima di fissare l&#39;elettrodo in posizione. In formazione comportamentale e test, l&#39;inclusione di una non-stimolo (o silente) periodo tra la prova, prima della comparsa dello stimolo, permette la risposta di insorgenza stimolo iniziale da esaminare. Quando si utilizza elettrica stimolazione neurale, una risposta di inizio stimolo fornisce la prova per la rivelazione semplice dello stimolo. Così, quando non vi è alcuna risposta insorgenza stimolo, ma una risposta quando lo stimolo alternanza secondo viene introdotto, si può dedurre che il solo stimolo quest&#39;ultimo può essere rilevata. Senza l&#39;inclusione di un periodo di silenzio, non ci sarebbe modo di determinare che lo stimolo primo non è stato rilevato. Una limitazione di questa tecnica di collaudo comportamentale è che l&#39;assenza di piede di shock pronunciata dopo la presentazione di neural stimolazione può portare allo sviluppo di specificità in paura condizionata, tale che la paura è espressa solo quando stimolo acustico viene presentato. Cioè, l&#39;animale può apprendere che gli effetti particolari sensoriali della stimolazione neurale sono associati non riceve uno shock piede. Al contrario, la consegna foot-shock dopo la presentazione della stimolazione neurale potrebbe portare a una paura condizionata dello stimolo neurale in sé, distinto da qualsiasi suono, come proprietà dello stimolo neurale può avere. I risultati ottenuti escludendo un piede-shock dopo la stimolazione neurale certamente fornire la prova più forte di stimolo neurale essere suono simile a quelli con un piede-shock dopo la stimolazione neurale, come nel primo caso la paura condizionata, è generalizzata a decorrere acustica alla stimolazione neurale. Tuttavia, il rischio di sviluppare specificità per acustico piuttosto che la stimolazione neurale è presente. L&#39;uso di passa-banda filtrata rumore come stimolo acustico anziché burst tono puro, il primo dei qualipuò riflettere meglio l&#39;esperienza percettiva della stimolazione neurale, potrebbe ridurre il rischio di sviluppare tale specificità. Tuttavia, una tale procedura introduce la variabile aggiuntiva di larghezza di banda del filtro, che influenzerà i compiti discriminazione. Un&#39;ulteriore limitazione associata a qualsiasi impianto cronica neurale, come richiesto per la prova comportamentale, è la variazione in funzione del l&#39;elettrodo o il tessuto neurale associato nel tempo. La stimolazione del tessuto neurale può portare sia soppressione temporanea di 13 attività neuronale e cambiamenti del tessuto come risposta perdita di tessuto cellulare 14 e diretto cervello all&#39;elettrodo 15. L&#39;approccio descritto per l&#39;impianto e test comportamentale fornisce un mezzo per testare sia il rilevamento e la discriminazione di stimoli acustico ed elettrico con formazione breve, e la capacità di esercitare il controllo della frequenza di prova. La tecnica di utilizzare cambiamento in HR come misurazionee di paura condizionata può essere applicabile non solo test uditivo, ma più in generale a qualsiasi test in cui stimoli sensoriali possono essere presentati per qualsiasi periodo discreto, e in cui il rilevamento di discriminazione sensoriale è desiderato.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome </td><td> Azienda </td><td> Modello </td><td> Comments </td></tr><tr><td> PowerLab </td><td> ADInstruments </td><td> ML880 </td><td> Registra i dati ricevuti dal trasmettitore impiantato TR40 </td></tr><tr><td> SmartCtrl scheda controller </td><td> Med Associates </td><td> DIG-716B </td><td> Controlla la camera comportamentale test, incluso lo shock del piede </td></tr><tr><td> Modular camera di prova comportamentale </td><td> Med Associates </td><td> ENV-009 </td><td> Test di dimensioni della camera: 30.5cm x 39,4 centimetri </td></tr><tr><td> Avversiva stimolo generatore </td><td> Med Associates </td><td> ENV-410B </td><td> Offre avversione piedi-shock su metallo-bar pavimento della gabbia attraverso una unità Solid State Scrambler </td></tr><tr><td> Attenuatore programmabile </td><td> TDT </td><td> PA5 </td><td> Controlla la AMPLitude di consegna segnale acustico per garantire ampiezza stabile tra le frequenze </td></tr><tr><td> Speaker conducente elettrostatica </td><td> TDT </td><td> ED1 </td><td> Drives gli altoparlanti elettrostatici (EC1, ES1) </td></tr><tr><td> Campo libero speaker elettrostatico </td><td> TDT </td><td> ES1 </td><td> I suoni sono presentati con questo diffusore nella camera di prova comportamentale </td></tr><tr><td> Accoppiato speaker elettrostatico </td><td> TDT </td><td> EC1 </td><td> I suoni sono presentati con questo diffusore durante la chirurgia implantare neurale </td></tr><tr><td> Stimolatore Base Station </td><td> TDT </td><td> RX7 </td><td> Controlli della fornitura elettrica stimolazione neurale (usato con MS16) </td></tr><tr><td> Microstimulator </td><td> TDT </td><td> MS16 </td><td> Offre multicanale stimolazione elettrica neurale </td></tr><tr><td> Elaborazione stazione base </td><td> TDT </td><td> RZ2 </td><td> Records attività neurale del cervello durante l&#39;impianto (con preamplificatore PZ2) </td></tr><tr><td> Preamplificatore </td><td> TDT </td><td> PZ2-256 </td><td> 256-canale preamplificatore alta impedenza </td></tr><tr><td> Telemetria dispositivo ricevitore </td><td> Telemetria di ricerca </td><td> TR162 </td><td> Riceve il segnale digitale da TR40, e converte in uscita analogica amplificata </td></tr><tr><td> Impiantabile elettrocardiogramma dispositivo di telemetria </td><td> Telemetria di ricerca </td><td> TR40 </td><td> Il dispositivo trasmettitore impiantato, campionamento a 2kHz </td></tr><tr><td> Processore Multifunzione </td><td> Tucker Technologies Davis (TDT) </td><td> RX6 </td><td> Usato per generare stimoli acustici </td></tr><tr><td> Vertex Castavaria </td><td> Vertex Dental </td><td></td><td> Dental acrilico usato per fissare l&#39;elettrodo in posizione </td></tr><tr><td> Kwik-Sil adesivo, bassa viscosità </td><td> Mondo Strumenti di precisione </td><td></td><td> Elastomero silicone utilizzato per rivestire i gambi degli elettrodi </td></tr><tr><td> Multichannel elettrodo </td><td> NeuroNexus </td><td> a2x16-10mm 100-500-413 </td><td> Il 2-gambo a 32 canali extracellulare matrice di elettrodi utilizzati per l&#39;impianto. I siti elettrodi sono stati attivati ​​per produrre un rivestimento di ossido di iridio in preparazione per la stimolazione. </td></tr></tbody></table>

determinazione del comportamento della discriminazione coppia stimolo acustico stimoli uditivi e elettrica utilizzando un condizionamento classico e alla frequenza cardiaca approccio

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

Preparazioni di tossicità acuta sono stati utilizzati nel campo della ricerca in prospettiva indagando i disegni e le tecniche di elettrodi di stimolazione per l&#39;integrazione in protesi uditive neurali, come ad esempio impianti uditivi del tronco encefalico 1-3 e protesi uditive 4,5 mesencefalo. Mentre esperimenti acuti possono fornire un&#39;idea iniziale all&#39;efficacia dell&#39;impianto, testando i animali cronicamente impiantati sveglio e fornisce il vantaggio di esaminare le proprietà delle sensazioni psico indotta utilizzando dispositivi impiantati 6,7. Diverse tecniche come ricompensa a base di condizionamento operante 6-8, evitamento condizionato 9-11, o condizionamento alla paura classica 12 sono stati utilizzati per fornire la conferma del comportamento di rilevamento di un attributo di stimolo rilevante. Selezione di una tecnica si tratta degli aspetti di bilanciamento, comprese l&#39;efficienza temporale (spesso povero di ricompensa a base di approcci), la possibilità di testare una pluralità distimolo attribuisce contemporaneamente (limitata nel evitamento), l&#39;affidabilità e la misura di stimoli ripetuti (una limitazione potenziale quando le misure fisiologiche sono impiegati). Qui, un classico metodo di condizionamento paura comportamentale viene presentato che può essere usato per testare simultaneamente sia il rilevamento di uno stimolo, e discriminazione tra due stimoli. Frequenza cardiaca viene utilizzata come una misura della risposta di paura, che riduce o elimina la necessità di tempo di codifica video per il comportamento di congelamento o di altre misure analoghe (anche se tali misure potrebbero essere inclusi per fornire elementi di prova convergenti). Gli animali sono stati condizionati con queste tecniche in tre sessioni di due ore di condizionamento, da ognuna delle 48 prove di stimolo. Successivi 48 sessioni di test di prova sono stati poi utilizzati per testare per la rilevazione di ogni stimolo a coppie presentati, e la discriminazione di prova fra gli stimoli membri di ciascuna coppia. Questo metodo comportamentale è presentata nellail contesto della sua utilizzazione nel campo della ricerca uditiva protesica. L&#39;impianto di dispositivi di telemetria elettrocardiogramma viene mostrato. Successivamente l&#39;impianto di elettrodi nel cervello nucleo cocleare, guidato dal monitoraggio delle risposte neurali agli stimoli acustici, e la fissazione del elettrodo in posizione per un uso cronico si rivela, altresì.

L&#39;applicazione di un paradigma classico condizionamento timore comportamentale per uditivo protesica ricerca nei ratti viene descritto. Questo paradigma fornisce un meccanismo per identificare sia il rilevamento e la discriminazione tra, acustico distinto e stimoli elettrici con frequenza cardiaca come misura di esito.

Determinazione del comportamento della discriminazione Coppia stimolo acustico stimoli uditivi e elettrica utilizzando un condizionamento classico e alla frequenza cardiaca approccio

Le preparazioni animali acute sono state utilizzate in ricerche volte a indagare prospetticamente i design degli elettrodi e le tecniche di stimolazione per l'integrazione in sistemi neurali...

L'obiettivo generale di questa procedura è identificare le regioni da stimolare nel nucleo cocleare e i modelli di stimolazione neurale che producono sensazioni di frequenza distinguibili dall'animale. In primo luogo, viene impiantato un dispositivo di monitoraggio della frequenza cardiaca per consentire la misurazione delle risposte fisiologiche dell'animale. Successivamente, un elettrodo neurale, attraverso il quale è possibile erogare stimolazioni al sistema uditivo, viene impiantato nel nucleo cocleare.Successivamente, l'animale viene condizionato a rilevare le differenze di frequenza nei toni presentati e a produrre una risposta fisiologica. Infine, si verifica la capacità dell'animale di rilevare diverse posizioni e schemi di neurostimolazione del sistema uditivo. In definitiva, è possibile ottenere risultati che indicano quali aree del nucleo cocleare sono più adatte alla stimolazione per protesi uditive e schemi di stimolazione.Particolarmente adatto per l'uso in tali dispositivi mediante l'identificazione di posizioni e schemi di stimolazione che producono in modo costante sensazioni di frequenza distinte. Il principale vantaggio di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti, come la stimolazione neurale e la registrazione in preparazioni acute, è la possibilità di identificare bersagli e tecniche di stimolazione che vengono effettivamente distinti e percepiti dall'animale. Le implicazioni di questa tecnica si estendono alla terapia per il trattamento della sordità in cui gli impianti cocleari non possono essere utilizzati, sia a causa di una coclea compromessa sia per danni al nervo uditivo.Questa tecnica aiuterà a determinare le strategie di stimolazione che meglio imitano l'elaborazione acustica normale. Da tre a cinque giorni dopo l'implantazione del dispositivo telemetrico per elettrocardiogramma, iniziare l'implantazione dell'elettrodo cerebrale somministrando prima analgesia e anestesia. Una volta confermata l'anestesia, rasare la testa dell'animale e detergere con soluzione alcolica di Betadine, quindi con Betadine.Posizionare l'animale su una piastra termoregolata. Sollevare e posizionare l'animale tra le barre auricolari e inserire la prima barra auricolare nel condotto acustico esterno. Fissare saldamente la prima barra auricolare in posizione.Quindi inserire il secondo supporto auricolare in posizione utilizzando pinze a denti di ratto. Aprire la mascella dell'animale e agganciare gli incisivi superiori al supporto dentale. Una volta posizionato, far scivolare il cono nasale sul naso per iniziare la somministrazione di isoflurano, che proseguirà per tutta la durata dell'intervento chirurgico.Dopo aver esposto l'osso parietale, strofinare la superficie utilizzando una soluzione al 20% di perossido. Su un tampone di garza, praticare un foro di circa due millimetri quadrati nell'estremità laterale più esterna dell'osso interparietale. Sciacquare il foro con soluzione salina sterile per rimuovere eventuali residui ossei, polvere o frammenti ossei che potrebbero danneggiare l'elettrodo; sotto un microscopio, praticare un piccolo foro nell'osso parietale sinistro e nell'osso interparietale destro.Successivamente, avvitare una vite in acciaio chirurgico in ciascun foro, lasciando circa 0,5 millimetri tra la testa di ciascuna vite e il cranio. Collegare l'altoparlante di accoppiamento alla barra auricolare cava sinistra. Posizionare il manipolatore dell'elettrodo sopra l'apertura con un angolo rostrale Cato di 10 gradi.Quindi, utilizzando la punta di un ago, praticare un'incisione nella dura madre lungo il piano sagittale. Inserire manualmente l'elettrodo di circa due millimetri all'interno della superficie cerebrale. Collegare le viti ai punti dell'elettrodo di massa e di riferimento dello stadio testa ad alta impedenza.Assicurarsi che l'amplificatore sia acceso. Quindi sigillare la camera di registrazione e iniziare la somministrazione ciclica di rumore filtrato in banda passante a frequenza media-bassa e alta, con una frequenza massima di un burst ogni 200 millisecondi. Monitorare l'attività neurale su ogni canale per rilevare le risposte al rumore. Presentazione.Continuare l'inserimento dell'elettrodo fino a quando la distanza totale inserita non si avvicina agli otto millimetri oppure fino a quando non si osservano risposte alle presentazioni di rumore. Se è stato raggiunto il nucleo cocleare, i siti alla punta dell'elettrodo dovrebbero mostrare risposte principalmente a stimoli ad alta frequenza. Continuare a inserire l'elettrodo finché la punta non rileva.Le risposte a stimoli a bassa frequenza o all'attività indotta dall'udito cessano di verificarsi. Se l'attività cessa, l'elettrodo potrebbe aver attraversato completamente il nucleo cocleare e potrebbe essere necessario correggere la posizione dell'elettrodo. Costruire una mappa di risposta frequenza-ampiezza dei neuroni nei siti degli elettrodi presentando toni puri in passi di frequenza lungo l'intervallo desiderato, con ampiezze comprese tra 1 e 70 decibel e 10 ripetizioni per ogni stimolo.Per proteggere il tessuto cerebrale e l'elettrodo, applicare uno strato sottile di elastomero di silicone leggermente al di sopra dei rebbi dell'elettrodo esposti, in modo che l'elastomero scorra lungo i rebbi e ricopra sia i rebbi sia la superficie esposta del cervello. Per fissare l'elettrodo in posizione, applicare del cemento dentale, collegare il filo di massa dell'elettrodo alle viti e applicare ulteriore cemento dentale per una maggiore resistenza. Una volta che il cemento si è indurito, suturare l'incisione intorno all'elettrodo, quindi posizionare la gabbia domestica su un tappetino riscaldante per 24 ore per permettere all'animale di riprendersi.Dopo aver attivato il dispositivo di telemetria, posizionare l'animale nella camera di prova e lasciarlo ambientare per cinque minuti prima di iniziare la procedura di condizionamento. Per eseguire il condizionamento, somministrare ripetutamente un membro scelto casualmente dalla coppia di stimoli acustici in impulsi di 250 millisecondi separati da 250 millisecondi di silenzio, per una durata compresa tra 80 e 170 secondi. Ogni presentazione dello stimolo deve avere un tempo di salita e di discesa di 10 millisecondi.Per evitare che un clic venga percepito, iniziare ad alternare. Il secondo elemento della coppia di stimoli acustici inizia con la presentazione di ciascun tono per 250 millisecondi, seguita da un silenzio di 250 millisecondi. Dopo 9,5 secondi del periodo di dieci secondi di presentazione alternata dei toni, somministrare una scossa ai piedi della durata di 0,5 millisecondi, quindi interrompere la presentazione dei toni per 30 secondi per consentire al battito cardiaco di stabilizzarsi.Continuare questo processo fino al completamento di 48 cicli della procedura. Per garantire un numero sufficiente di ripetizioni di ogni coppia di toni per l'analisi, assicurarsi che ogni coppia di toni venga presentata almeno quattro volte. Dopo aver collegato il cavo di stimolazione neurale e aver attivato il dispositivo di telemetria sotto anestesia da isoflurano, lasciare che l'animale si riprenda e si abitui alla camera di prova per 10 minuti prima dell'inizio del test.Per mantenere le condizioni del giorno precedente, somministrare una coppia di stimoli acustici alternati come precedentemente descritto, seguita da una scossa ai piedi della durata di 0,5 millisecondi. Dopo aver permesso al battito cardiaco di stabilizzarsi, somministrare ripetutamente un membro scelto casualmente della coppia di stimoli elettrici in impulsi di 250 millisecondi, separati da 250 millisecondi di silenzio, per un totale di 80-170 secondi. Successivamente, iniziare ad alternare il secondo membro della coppia di stimoli elettrici con il primo, presentando ogni tono per 250 millisecondi, seguito da 250 millisecondi di silenzio, per un totale di 10 secondi.Ripetere il ciclo con la successiva coppia di stimolazione elettrica selezionata casualmente fino a quando non sono stati somministrati almeno 20 tentativi per ogni coppia a intervalli casuali. Inserire una coppia di stimoli acustici per mantenere il condizionamento. Al termine del test, disattivare il dispositivo di telemetria, scollegare il cavo di stimolazione e restituire l'animale al suo ambiente domestico.Qui è mostrata la risposta elettrofisiologica di un elettrodo posizionato correttamente. Ogni istogramma presenta i dati relativi a una singola frequenza in un sito elettrodico, e ogni colonna rappresenta un periodo di tempo di 25 millisecondi su entrambe le file dell'array di elettrodi. Le risposte vengono rilevate in ciascun sito elettrodico solo in risposta a una banda piuttosto stretta di frequenze, ma queste bande strette sono distribuite su un ampio intervallo di frequenze.Una tale distribuzione è ottimale poiché molte regioni distinte del cervello associate a diverse frequenze possono essere stimolate in modo indipendente. Idealmente, il posizionamento degli elettrodi dovrebbe consentire di rilevare risposte neurali allo stimolo acustico su diversi canali con un'ampiezza del suono bassa fino a 10 decibel, come osservato in questa risposta elettrofisiologica al canale 10. Qui viene mostrata la risposta elettrofisiologica registrata con un elettrodo mal posizionato: l'attività si verifica alle estremità di ciascun shank dell'array di elettrodi, ma vi è poca variazione nella frequenza dello stimolo acustico che induce attività in ciascun sito elettrodico.Un tale impianto non consente la stimolazione di un livello di frequenza distinto per i test di discriminazione. Qui vengono mostrati tracciati individuali e dati medi proporzionali alla frequenza cardiaca, rilevati otto secondi prima e otto secondi dopo l'inizio della presentazione dello stimolo elettrico alternato. Questi dati sono stati raccolti durante la settima sessione di test e comprendevano 12 presentazioni di stimolo elettrico.Una significativa diminuzione della frequenza cardiaca si verifica rapidamente dopo l'introduzione del secondo stimolo neurale, seguita da un significativo aumento della frequenza cardiaca, suggerendo che l'animale ha rilevato la differenza tra il primo e il secondo stimolo. Il grado di errore e la varianza della risposta sono mostrati nel grafico della media proporzionale più errore standard, e la significatività della diminuzione e dell'aumento dopo la presentazione del secondo stimolo può essere verificata utilizzando intervalli di confidenza al 95%. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare che qualsiasi stimolo esterno percepibile dall'animale può provocare variazioni della frequenza cardiaca, aumentando la variabilità dei risultati; i test e il condizionamento devono essere eseguiti in un ambiente costante e ben isolato per minimizzare questi effetti. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica apre la strada ai ricercatori nel campo della bionica per esplorare modi migliori di stimolare elettricamente il cervello in una varietà di sistemi sensoriali al fine di ottenere risposte comportamentalmente rilevanti.

behavioral-determination-stimulus-pair-discrimination-auditory

Research

Ricerca

JoVE Journal

Neuroscience

Neuroscienze

In questo rapporto, presentiamo un sistema completamente automatico ed estremamente versatile in grado di testare contemporaneamente multi-cognitive comportamenti e registrare le attività neuronali per i roditori.

Un sistema completamente automatizzato ed altamente versatile per test multi-funzioni cognitive e di registrare le attività neuronali in roditori

Un metodo veloce ed economico per la determinazione del comportamento di sentire parametri come soglie uditive, uditive o percezioni fantasma (tinnito soggettivo) è descritto. Esso utilizza pre-impulso di inibizione della risposta agli stimoli acustici e può essere facilmente implementato in un personal computer utilizzando un programmabile AD / DA-convertitore e un sensore piezoelettrico.

Un programma di installazione a basso costo per audiometria comportamentale nei roditori

Questo protocollo descrive come silenziare temporaneamente e a distanza l'attività neuronale in regioni cerebrali discrete mentre i ratti sono impegnati in compiti di apprendimento e memoria. L'approccio combina la farmacogenetica (Designer-Receptors-Exclusively-Activated-by-Designer-Drugs) con un paradigma comportamentale (precondizionamento sensoriale) progettato per distinguere tra diverse componenti dell'apprendimento.

Un metodo per Remotely Silencing Neural Activity in Roditore Durante Fasi discreti di apprendimento

Il controllo dell'attenzione comprende il miglioramento dei segnali target e l'attenuazione dei segnali di distrazione. Descriviamo un approccio per misurare separatamente ma contemporaneamente, la neurofisiologia dell'attenzione e dell'ignoranza nell'attenzione intermodale sostenuta, utilizzando una condizione di controllo passivo durante la quale nessuno dei due processi è continuamente impegnato.

Misura di segnali neurofisiologici di Ignorando e Assistere Processi in controllo Attenzione

Shuttle-box apprendimento evitamento è ben consolidata in neuroscienze comportamentali. Questo protocollo descrive come navetta-box di apprendimento nei roditori può essere combinata con microstimolazione site-specific elettrica intracorticale (ICMS) e croniche simultanea nelle registrazioni vivo come strumento per studiare molteplici aspetti dell'apprendimento e della percezione.

Combinato Shuttle-Box Training con elettrofisiologiche Cortex registrazione e stimolazione come strumento per studiare percezione e apprendimento

Questo documento descrive una procedura per la misurazione della sensibilità udienza da 2 a 4 anni i bambini. I bambini sono addestrati per eseguire le risposte play-based quando sentono un segnale di destinazione. Le soglie sono stimate in un intervallo di due, due alternative paradigma scelta forzata, sulla base di osservazioni dei comportamenti del bambino.

Valutazione del comportamento di udito in 2-4 anni i bambini: una procedura in due intervalli, a base di Observer Utilizzando condizionata Risposte Giocare a base di

Il presente studio propone un protocollo per studiare l'adattamento a sinistra-destra provino invertito soltanto mediante dispositivi indossabili, utilizzando neuroimaging, che può essere uno strumento efficace per scoprire l'adattabilità degli esseri umani a un ambiente novello nella dominio uditivo.

Un metodo per studiare l'adattamento a sinistra-destra invertita Audition

Psicofisica è essenziale per lo studio di fenomeni di percezione attraverso informazioni sensoriali. Qui presentiamo un protocollo per eseguire un'attività di forzato-scelta di due-intervallo per come è implementato in una precedente relazione sulla psicofisica umana dove i partecipanti stima la durata degli intervalli di visiva, uditivi o audiovisive di aperiodici treni di impulsi.

Un'attività di forzato-scelta di due-intervallo per i confronti multisensoriale

Questo protocollo è progettato per esplorare i cambiamenti elettrofisiologici correlati all'apprendimento in soggetti con sordità profonda dopo un breve periodo di formazione nella sostituzione sensoriale audio-tattile applicando la tecnica del potenziale correlato agli eventi.

Valutazione della formazione di sostituzione sensoriale audio-tattile in partecipanti con sordità profonda utilizzando la tecnica del potenziale correlato all'evento

Questo protocollo presenta una scatola comportamentale basata su microcontrollore per valutare l'inibizione del preimpulso (PPI) raccogliendo dati di accelerazione da un sensore sotto la scatola. Questi dati valutano i deficit di gating sensoriale nei ratti socialmente isolati, con un metodo aggiuntivo per sincronizzare i dati con l'attività neuronale per far avanzare gli studi di neurofisiologia sui disturbi comportamentali.

Sviluppo di una scatola comportamentale per la valutazione dell'inibizione del preimpulso e dell'attività neurale in modelli animali psichiatrici

Scopri il condizionamento classico per la ricerca sulle protesi uditive nei ratti, utilizzando la misurazione della frequenza cardiaca per valutare la discriminazione di stimoli acustici ed elettrici nel nucleo cocleare.

Determinazione del comportamento della discriminazione Coppia stimolo acustico stimoli uditivi e elettrica utilizzando un condizionamento classico e alla frequenza cardiaca approccio (Video) | JoVE Journal

Determinazione del comportamento della discriminazione Coppia stimolo acustico stimoli uditivi e elettrica utilizzando un condizionamento classico e alla frequenza cardiaca approccio

Esplora altri video