げっ歯類における行動聴力検査のための低コストのセットアップ

この手順の全体的な目標は、聴覚驚愕反応の行動前パルス抑制データを取得して、低コストのセットアップを使用してげっ歯類の聴覚閾値と主観的な耳鳴りの知覚を特定することです。これは、最初に行動データのフルセットと健康な動物を取得することによって達成されます。次に、聴覚障害は軽度の周波数特異的音響外傷を伴って誘発されます。

3番目のステップは、聴覚障害のある動物で同じ行動データを取得することです。次に、データを分析して、難聴と耳鳴りの可能性を測定します。最終的に、結果は聴力閾値の変化だけでなく、周波数特異的な耳鳴りも示すことができます。

驚いた反応の行動測定による知覚は、SAポスドクと私の研究室の博士課程の学生であるZ aveで相談される手順を示しています。まず、必要な機器が揃ったPCを組み立てる必要があります。このセットアップの総費用は、15, 000 から 20, 000 ユーロの費用がかかる標準機器と比較して、約 3, 500 ユーロで組み立てることができます。

これには、ブレイクアウト ボックスとアンプに接続された DA コンバーター、赤外線 Web カメラ、統合開発環境を実行する MATLAB ソフトウェアが含まれます。アンプは、ウェブカメラによって監視される防音チャンバー内のスピーカーに接続され、絶縁センサーボード、ピアッツォセンサー、および防音チャンバー内にげっ歯類を固定するためのチャンバーが装備されています。サウンドコントロール用のマイクもあります。

アンプとスピーカーの品質に関係なく、システムの周波数伝達関数を決定するために、測定アンプを使用してシステムを校正する必要があります。さらに、システムは対象動物の聴覚範囲に合わせて調整する必要があります。動物を自宅のケージから取り出し、頭から保持チューブに入れます。

ドアを閉め、チューブをフォームフットのチャンバーにロードすると、センサーが周囲の照明をオフにします。チャンバーのドアを閉め、動物がセットアップに慣れるまで15分待ちます。プログラムを起動し、刺激のパラメータを定義します。

刺激は、周波数の異なる純粋な音で構成されています。驚愕刺激に先行するテスト刺激は、さまざまな周波数と強度で提示されます。すべてのテスト周波数に対して1つのテスト刺激レベルを固定するなど、ランダム化されていないアプローチでは、刺激セット間に5分間の回復時間を確保します。

データを分析する前に、驚愕刺激の前に動物が動いた試行など、無効な試行をデータセットから削除します。動物が動いた後に驚愕刺激に対する反応がはるかに強くなる傾向があるため、単一の試行の検証は非常に重要です。このような応答は破棄する必要があります。

ここで、最初の50ミリ秒の時間枠内での驚愕応答の振幅と遅延を取得します 驚愕刺激後、応答振幅は、応答の最初の最大値と最初の最小値との間の距離です。レイテンシーは、刺激が開始してから反応が開始するまでの時間です。聴力閾値は、1回の試行の事前刺激強度でソートされた1つの周波数の完全な応答振幅データセットにボルトマン関数を適合させることによって得られます。

ボルトマン機能の50%ポイントは、この刺激周波数の聴力閾値を示します。事前刺激のない純粋な驚愕刺激に対する応答は、後の計算の参照として使用できます。げっ歯類の聴覚にトラウマを与えるために、まず動物に麻酔薬を注射し、アトロピンのボーラスを含む麻酔1キログラムあたり3ミリリットルを皮下注射します。

約5分待ってから、反射神経を確認します。測定中に麻酔を維持するために、シリンジポンプから同量の麻酔液を連続的に注入します。チャンバー内で1時間ごとに、動物は加熱パッドで暖かく保たれるべきです。

75分間、動物を大音量で純粋な音色にさらして、音響外傷を誘発します。動物が安定するまで5日間待ってから新しいオージオグラムを生成し、信頼性の高い結果を得るためには、耳鳴りの発生に最低5日間が不可欠です。最初の主観的な耳鳴りパラダイムでは、刺激に次のパラメーターを使用します。

驚愕音の強度を 105 デシベル (SPL) に設定し、周波数を 1 から 16 キロヘルツまで 1 回で段階的に調整します。まず、15 ミリ秒のギャップの有無にかかわらず、50 デシベル (SPL) のホワイト ノイズの背景を表示します。非ランダム化アプローチを使用する場合は、異なる刺激セット間で5分間の回復を見込んでください。

異なる驚愕刺激周波数を使用すると、知覚される耳鳴りの周波数を大まかに見積もることができます。2番目の主観的な耳鳴りパラダイムでは、次の刺激パラメーター、105デシベルの驚愕音強度、ダブルクリック刺激によるSPLを使用します。バンドパスでフィルタリングされたノイズから始めます。

50デシベル、SPLの背景。繰り返しになりますが、非ランダム化アプローチを使用する場合は、異なる刺激セット間で5分間の回復を許容してください。データセットから無効な試行を削除した後、残りの試行ごとに次の計算を実行します。

まず、最初の 50 ミリ秒にわたって。驚愕刺激の後、応答の振幅と応答の待ち時間を測定します。次に、すべてのデータを参照データセットに正規化します。

参照データセットは、純音の驚愕刺激に対する応答振幅です 事前刺激がない場合、テスト周波数は純音またはバンドパスフィルタリングされたノイズの中心周波数によって決定されます。各参照の平均応答を計算します。次に、各応答振幅をその参照で除算して正規化します。

次に、正規化されたギャップなし条件の平均値を使用して、テストされた各条件のPPIを計算します。この時点で、テストされた各周波数の外傷後の PPI 変化をパーセントで計算することができます。同様に、外傷の前と後のPPIを直接比較することが可能です。

説明したパラダイムを使用すると、驚愕反応の生成と分析が容易になります。試験の大部分は有効です。無効なトライアルは簡単に認識できます。

これらは赤い四角形でマークされ、分析から省略されます。2キロヘルツでの音響外傷の前後に獲得された典型的な行動閾値の変化は、2キロヘルツで明確な難聴を示しています。聴覚トラウマを誘発した後、トラウマの1オクターブ下と1オクターブ上の刺激に対する正規化された応答振幅を、トラウマ周波数より下で調査しました。

外傷頻度を超えて反応パターンの変化は見られませんでした。事前刺激ギャップの影響は消え、この周波数での誤認識を示しています。このビデオを見た後、聴力閾値の行動データを取得して処理する方法と、低コストの驚愕セットアップでげっ歯類の評価を知覚する必要があることをよく理解しているはずです。