Un leggero, Cuffie-based per la gestione di sistema feedback uditivo in Songbirds

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di costruire un set di cuffie leggere per manipolare il feedback uditivo in un uccello canoro vocalizzante. Ciò si ottiene fabbricando prima i componenti che compongono il telaio delle cuffie. Il secondo passo consiste nell'assemblare il telaio delle cuffie e fissarlo alla testa dell'uccello.

Successivamente, il telaio viene rimosso e dotato di altoparlanti in miniatura e di un microfono in miniatura utilizzato per monitorare le prestazioni del sistema. Il passaggio finale consiste nel ricollegare le cuffie e utilizzare l'hardware di elaborazione del suono online per perturbare il feedback uditivo durante il canto. In definitiva, questo sistema di feedback uditivo virtuale facilita l'indagine su come il cervello utilizza il feedback sensoriale per ottimizzare il comportamento vocale.

Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ad altri metodi per guidare la plasticità vocale, come le tecniche di assordamento o di rinforzo, è che questo paradigma elenca la correzione dell'errore imitando un errore vocale naturalistico e consentendo al cupo di generare una risposta correttiva. Sebbene questo metodo sia stato sviluppato per l'uso nel fringuello bengalese, può essere applicato a qualsiasi animale che utilizza il feedback uditivo per regolare il comportamento vocale. Per iniziare la fabbricazione del telaio delle cuffie, tagliare i componenti in fibra di carbonio per la traversa e gli auricolari.

Per prima cosa, usa il disco da taglio su un utensile Dremel per preparare una traversa da tre centimetri di una striscia di fibra di carbonio di un millimetro per tre. Quindi preparare montanti verticali da 1,5 centimetri di una striscia di fibra di carbonio di un millimetro per tre. Infine, prepara due auricolari da quattro millimetri di un cilindro in fibra di carbonio di quattro millimetri di diametro interno, sei millimetri di diametro esterno.

Poiché i componenti delle cuffie sono molto piccoli, in genere vengono assemblati e saldati al microscopio. Assemblare la traversa praticando due piccoli fori, a 4,5 millimetri di distanza al centro della traversa utilizzando una punta di 1,4 millimetri di diametro. I fori dovrebbero essere abbastanza grandi da ospitare una vite zero 80.

Inserire 2 0 80 viti attraverso i fori e fissare i dadi esagonali. Quindi tagliare due strisce da sei millimetri di un ago per siringa di piccolo diametro e incidere con una pinza per una migliore adesione epossidica. Capovolgere la traversa in modo che i dadi esagonali si trovino sopra per evitare che la resina epossidica incolli la punta delle viti ai dadi esagonali, mettere una goccia di olio minerale sulla punta di ciascuna vite.

Un aspetto critico di questa procedura è ridurre al minimo il peso totale dell'apparato delle cuffie. Ciò può essere ottenuto utilizzando la minor quantità possibile di resina epossidica e acrilica. Posizionare i due segmenti dell'ago sopra i dadi esagonali, epossidicare i dadi esagonali l'uno all'altro e ai segmenti dell'ago che coprono entrambi.

Dopo che la resina epossidica è completamente indurita, rimuovere entrambe le viti dopo la fabbricazione degli anelli di schiuma come descritto nel protocollo scritto. Accompagnando questo video, assembla gli auricolari incollando i montanti verticali alla lunghezza di quattro millimetri del cilindro in fibra di carbonio. Quando la resina epossidica si è indurita, utilizzare una piccola quantità di resina epossidica per incollare l'anello di schiuma all'estremità del cilindro.

L'anello di schiuma si appoggerà contro la testa dell'uccello. In questa dimostrazione, l'attacco delle cuffie viene mostrato su un manichino senza un vero uccello sottoposto a intervento chirurgico. Quando si esegue un intervento chirurgico, il primo passo è l'anestetizzazione dell'uccello come descritto nella procedura scritta, posizionare l'uccello negli attacchi stereo preparati e praticare un'incisione da cinque a 10 millimetri nel cuoio capelluto.

L'incisione dovrebbe essere lungo la linea mediana ed estendersi anteriormente da 0,2 millimetri anteriormente all'attacco dei muscoli del collo nella parte posteriore del cranio. Dopo aver strofinato il cranio esposto con etanolo al 70% per asciugare la superficie ossea, utilizzare un supporto per clip a coccodrillo per posizionare la traversa in modo tale che i dadi esagonali ricoperti di resina epossidica. Appoggiati sulla parte superiore del teschio, solleva leggermente la traversa e incolla i dadi esagonali al teschio.

Facendo attenzione che l'adesivo tocchi solo i dadi esagonali e non la traversa stessa. Ciò consentirà la rimozione delle cuffie rimuovendo le viti, lasciando solo i dadi esagonali permanentemente attaccati alla testa come mostrato qui per fissare gli auricolari, farli scorrere lungo le barre auricolari fino a quando i cuscinetti in schiuma non si appoggiano contro la testa dell'uccello. Usa le clip a coccodrillo sulle barre auricolari per premere saldamente i cuscinetti in schiuma contro la testa dell'uccello.

Questo è importante per ottenere una buona tenuta acustica. Ruota gli auricolari in modo che i montanti verticali tocchino la parte posteriore della traversa, lasciando spazio per la presa della striscia di connessione davanti ai montanti della colla del palo sulla traversa utilizzando resina epossidica o acrilica, quindi attendi 24 ore affinché la resina epossidica o l'acrilico si indurisca completamente e l'uccello si riprenda. Dopo 24 ore, esamina i telai per assicurarti che i cuscinetti in schiuma formino una tenuta ermetica attorno ai canali uditivi.

Se la guarnizione è allentata, i cuscinetti in schiuma possono essere rimossi e sostituiti con altri più grandi. Per migliorare la tenuta acustica, rimuovere delicatamente le viti utilizzando una chiave esagonale da 0,05 pollici e rimuovere le cuffie assemblate. Telaio dall'uccello per fabbricare gli adattatori degli altoparlanti.

Inserire un puntale per pipetta lungo 5,2 centimetri con un diametro che si assottiglia da cinque millimetri a un millimetro in un pezzo di scarto di cilindro in fibra di carbonio. Quindi tagliare la punta della pipetta un millimetro oltre l'estremità del cilindro. Rimuovere la punta dal cilindro e tagliarla in modo che la lunghezza totale dell'adattatore sia di tre millimetri.

Quindi, collegare gli altoparlanti saldando cinque centimetri di filo isolato calibro 36 ai terminali positivo e negativo di entrambi gli altoparlanti. Per il montaggio del componente del microfono dell'altoparlante, ep una striscia di nastro elettricamente isolante su un lato di un altoparlante e la resina epossidica del microfono delle cuffie sopra il nastro, saldare il filo di terra dal microfono al terminale negativo sull'altoparlante. Quindi epossidica sia l'altoparlante che il componente del microfono dell'altoparlante nell'estremità più larga di ciascun adattatore.

Sia la porta dell'altoparlante che quella del microfono si inseriscono all'interno della pipetta. Assicurarsi che la resina epossidica non copra nessuna delle due porte. Inserisci delicatamente gli adattatori negli auricolari.

Incolla ogni adattatore all'auricolare con una piccola goccia di resina epossidica. Per fabbricare la striscia di connessione, tagliare un segmento della presa della striscia di connessione composta da quattro terminali e posizionare un segno di riferimento su un angolo della presa. Posizionare la striscia del connettore vicino a uno dei montanti verticali, saldare i cavi dell'altoparlante e del microfono ai pin.

Utilizzare un ome per verificare la presenza di cortocircuiti sul connettore, spelare e riparare se necessario, epossidicare il connettore. Striscia fino al telaio delle cuffie per raccogliere, filtrare il pit shift e amplificare l'input acustico. Per prima cosa, appendi un microfono a condensatore omnidirezionale direttamente sopra la gabbia dell'uccello.

Preamplificazione e passa-basso. Filtrare questo segnale e inserirlo nell'armonizzatore. Utilizzare il modulo pit shifter sull'armonizzatore per generare un segnale acustico spostato.

Amplifica questo segnale e indirizzalo tramite il commutatore e il cavo flessibile al canale positivo sulle cuffie dell'altoparlante. Quindi, fornisci alimentazione al microfono del telefono collegando una batteria da nove volt alla parete della cassa di risonanza dell'uccello. Collegare il terminale positivo della batteria al canale V tramite il commutatore e il cavo flessibile, collegando il terminale negativo della batteria a una messa a terra comune sull'apparecchiatura di elaborazione del segnale.

Collegare questa messa a terra comune all'altoparlante e alla massa del microfono del telefono. Per calibrare il guadagno di feedback. Attacca le cuffie finite ai dadi esagonali sulla testa dell'uccello usando le viti zero 80.

Quando l'uccello inizia a cantare, registra tre canali di dati, tra cui gabbia, microfono, segnale spostato del segnale non spostato e microfono del telefono come mostrato nello schema, che può essere trovato nel protocollo scritto. Accompagnando questo video, esamina il suono registrato dal microfono del telefono. Questo canale registrerà la sovrapposizione del feedback virtuale riprodotto attraverso l'altoparlante delle cuffie e il canto effettivo dell'uccello che fuoriesce direttamente nel telaio delle cuffie.

Regolare l'impostazione dell'ampiezza dell'amplificatore dell'altoparlante in modo che il feedback uditivo virtuale sia da 15 a 20 decibel più forte del segnale che perde direttamente. Monitora le prestazioni del sistema controllando le cuffie due volte al giorno per assicurarti che sia gli altoparlanti che il microfono funzionino correttamente. Mostrato. Ecco un esempio di un sistema ben calibrato in cui il segnale registrato dal microfono delle cuffie è dominato dal segnale pitch shifted piuttosto che dal segnale diretto in perdita.

Qui, il segnale registrato attraverso il microfono delle cuffie nel momento indicato dalla linea rossa verticale nello spettrogramma è dominato dal segnale pitch shifted, che è rappresentato dal grafico rosso nello spettro di potenza. Ciò è in contrasto con la vocalizzazione naturale dell'uccello, che è rappresentata dalla trama nera nello spettro di potenza. I risultati indicano che il suono che raggiunge l'orecchio dell'uccello è dominato dal feedback spostato, un esperimento rappresentativo eseguito su un fringuello bengalese adulto è mostrato qui.

Il sistema di cuffie è stato utilizzato per aumentare il feedback uditivo di un semitono per 16 giorni. Questa manipolazione ha portato a una graduale riduzione dell'intonazione di tutte e sette le sillabe delle canzoni. Questo cambiamento nel programma motorio vocale ha portato a una riduzione dell'errore uditivo sperimentato dall'uccello, dimostrando la dipendenza dell'uccello dal feedback uditivo per correggere gli errori vocali apparenti.

Quando lo spostamento dell'intonazione è stato rimosso dopo il giorno 16, l'intonazione della canzone è tornata alla linea di base. Questi dati sono tipici in quanto riflettono un adattamento incompleto. Qui, sebbene l'altezza del feedback uditivo sia stata spostata di 1,0 semitoni, l'uccello ha cambiato l'altezza del suo canto solo di circa 0,4 semitoni tra specie e sistemi incompleti.

L'adattamento è la norma quando il feedback virtuale viene utilizzato per perturbare una singola modalità sensoriale e, nel paradigma attuale, probabilmente riflette una parziale dipendenza da segnali uditivi non audit. Come uccelli canori valutano le loro prestazioni vocali in corso. Una volta masterizzate, le cuffie possono essere assemblate e fissate in due giorni lavorativi.

Ancora una volta, è importante ricordarsi di utilizzare il meno possibile resina epossidica o acrilica per ridurre al minimo il peso totale delle cuffie.