鳴禽類には聴覚フィードバックを操作するための軽量、ヘッドフォンベースのシステム

この手順の全体的な目標は、鳴き声を発する鳴き鳥の聴覚フィードバックを操作するための軽量ヘッドフォンのセットを構築することです。これは、最初にヘッドホンのフレームを構成するコンポーネントを製造することによって達成されます。2番目のステップは、ヘッドフォンフレームを組み立てて鳥の頭に取り付けることです。

次に、フレームを取り外し、システムパフォーマンスを監視するために使用されるミニチュアスピーカーとミニチュアマイクを取り付けます。最後のステップは、ヘッドホンを再度取り付け、オンラインサウンド処理ハードウェアを使用して、歌唱中の聴覚フィードバックを乱すことです。最終的に、この仮想聴覚フィードバックシステムは、脳が感覚フィードバックを使用して発声行動を最適化する方法の調査を容易にします。

この手法の主な利点は、耳をつんざくような声の可塑性を駆動する他の方法よりも優れている点は、このパラダイムが自然主義的な発声エラーを模倣し、陰鬱な人が修正反応を生成できるようにすることでエラー修正をリストアップすることです。この方法はベンガルフィンチで使用するために開発されましたが、聴覚フィードバックを使用して発声行動を調節する動物に適用できます。ヘッドホンフレームの製作を開始するには、クロスバーとイヤホンのカーボンファイバー部品をカットします。

まず、Dremelツールのカッティングホイールを使用して、1 x 3 mmのカーボンファイバーストリップの3センチメートルから1本のクロスバーを準備します。次に、1 x 3ミリメートルのカーボンファイバーストリップの1.5センチメートルから垂直支柱を準備します。最後に、内径4mm、外径6mmのカーボンファイバーシリンダーの4mmから2つのイヤフォンを準備します。

ヘッドフォンの部品は非常に小さいため、通常は顕微鏡で組み立てられ、はんだ付けされます。直径1.4mmのビットを使用して、クロスバーの中央に4.5mm間隔で2つの小さな穴を開けて、クロスバーを組み立てます。穴は、ゼロ80ネジを収納するのに十分な大きさにする必要があります。

穴に2本の0 80ネジを挿入し、六角ナットを取り付けます。次に、小径のシリンジ針の6mmストリップを2本カットし、ペンチでスコアリングしてエポキシの接着性を高めます。六角ナットが上に横たわるようにクロスバーを裏返して、エポキシがネジの先端を六角ナットに接着するのを防ぎ、各ネジの先端にミネラルオイルを一滴垂らします。

この手順の重要な側面は、ヘッドホン装置の総重量を最小限に抑えることです。これは、エポキシとアクリルの使用をできるだけ少なくすることで実現できます。2つの針セグメントを六角ナットの上に置き、六角ナットを互いにエポキシ化し、両方を覆う針セグメントにエポキシします。

エポキシが完全に硬化した後、書面によるプロトコルに記載されているようにフォームリングを製作した後、両方のネジを取り外します。このビデオには、カーボンファイバーシリンダーの4mmの長さに垂直ストラットを接着してイヤフォンを組み立てます。エポキシが硬化したら、少量のエポキシを使用して、フォームリングをシリンダーの端に接着します。

フォームリングは鳥の頭に寄りかかります。このデモンストレーションでは、ヘッドホンの取り付けを、実際の鳥が手術を受けていないダミーに示しています。手術を行うとき、最初のステップは、書面による手順に記載されているように鳥の麻酔であり、準備されたステレオ攻撃に鳥を配置し、頭皮に5〜10ミリメートルの切開を行います。

切開は正中線に沿って行い、頭蓋骨の後ろにある首の筋肉の付着部の0.2ミリメートル前から前方に伸ばす必要があります。露出した頭蓋骨を70%エタノールでこすって骨の表面を乾燥させた後、ワニ口クリップホルダーを使用して、エポキシ樹脂が六角ナットを覆うようにクロスバーを配置します。頭蓋骨の上部に置き、クロスバーを少し持ち上げて、六角ナットを頭蓋骨に接着します。

接着剤がクロスバー自体には触れず、六角ナットのみに触れるように注意してください。これにより、ネジを取り外してヘッドホンを取り外すことができ、ここに示すように六角ナットのみをヘッドに恒久的に取り付けてイヤフォンを取り付け、フォームパッドが鳥の頭に当たるまでイヤーバーに沿ってスライドさせます。イヤーバーのワニ口クリップを使用して、フォームパッドを鳥の頭にしっかりと押し付けます。

これは、優れたアコースティックシールを得るために重要です。垂直のポストがクロスバーの背面に接触するようにイヤフォンを回転させ、エポキシまたはアクリルを使用してクロスバーへのポスト接着ポストの前にあるコネクタストリップソケットのスペースを確保し、エポキシまたはアクリルが完全に硬化し、鳥が回復するまで24時間待ちます。24時間後、フレームを調べて、フォームパッドが外耳道の周りにしっかりと密閉されていることを確認します。

シールが緩んでいる場合は、フォームパッドを取り外して大きなものと交換できます。アコースティックシールを改善するには、0.05インチの六角レンチを使用してネジをそっと取り外し、組み立てたヘッドホンを取り外します。スピーカーアダプターを製作するための鳥からのフレーム。

長さ5.2センチ、直径5ミリから1ミリのピペットチップをカーボンファイバーボンベのスクラップピースに挿入します。次に、ピペットの先端をシリンダーの端から1ミリメートル過ぎてカットします。先端をシリンダーから取り外し、アダプターの全長が3mmになるようにカットします。

次に、5センチメートルの長さの絶縁された36ゲージワイヤーを両方のスピーカーのプラス端子とマイナス端子にはんだ付けして、スピーカーを接続します。スピーカーマイクコンポーネントの組み立てには、1つのスピーカーの片側に電気絶縁テープのストリップを取り付け、テープの上部にあるヘッドフォンマイクをエポキシして、マイクからのアース線をスピーカーのマイナス端子にはんだ付けします。次に、スピーカーとスピーカーマイクコンポーネントの両方を各アダプターの広い方の端にエポキシ化します。

スピーカーとマイクポートの両方がピペットの中に収まります。エポキシ樹脂がどちらのポートも覆っていないことを確認してください。アダプターをイヤフォンにそっと挿入します。

各アダプターをエポキシ樹脂を少し垂らしてイヤフォンに接着します。コネクタストリップを製造するには、4つの端子で構成されるコネクタストリップソケットのセグメントを切り取り、ソケットの1つの角に参照マークを配置します。コネクタストリップを垂直支柱の1つの近くに配置し、スピーカーとマイクのワイヤーをピンにはんだ付けします。

omeを使用してコネクタの短絡をチェックし、必要に応じてストリップして修理し、コネクタをエポキシ化します。ヘッドホンフレームまでストリップして、ピットシフトを収集、フィルタリングし、音響入力を増幅します。まず、無指向性コンデンサーマイクを鳥のケージの真上に吊るします。

プリアンプとローパス。この信号をフィルタリングし、ハーモナイザーに入力します。ハーモナイザーのピットシフターモジュールを使用して、シフトされた音響信号を生成します。

この信号を増幅し、整流子とフレキシブルリードを介してスピーカーヘッドホンの正のチャネルにルーティングします。次に、鳥のサウンドボックスの壁に9ボルトのバッテリーを取り付けて、電話のマイクに電力を供給します。バッテリーのプラス端子を整流子とフレキシブルリード線を介してVチャネルに接続し、バッテリーのマイナス端子を信号処理機器の共通グランドに接続します。

この共通グランドをスピーカーと電話機のマイクグランドに接続します。フィードバックゲインをキャリブレーションします。完成したヘッドホンをゼロ80ネジを使用して鳥の頭の六角ナットに取り付けます。

鳥が歌い始めたら、図式に示されているように、ケージ、マイク、シフトされていない信号、シフトされた信号、電話のマイクなど、3つのチャネルのデータを記録します。このビデオに付随して、電話機のマイクから録音された音声を確認します。このチャンネルは、ヘッドフォンスピーカーから再生される仮想フィードバックと、ヘッドフォンフレームに直接漏れる鳥の実際の歌の重ね合わせを記録します。

スピーカーの振幅設定を調整します amplifier仮想聴覚フィードバックが直接漏れる信号よりも15〜20デシベル大きくなるようにします。システムのパフォーマンスを監視するには、ヘッドフォンを1日2回チェックして、スピーカーとマイクの両方が正しく機能していることを確認します。表示。これは、ヘッドフォンマイクによって録音された信号が、直接漏れる信号ではなく、ピッチシフトされた信号によって支配される、適切に調整されたシステムの例です。

ここでは、スペクトログラムの縦の赤い線で示された時間にヘッドフォンのマイクロフォンを介して記録された信号は、ピッチシフトされた信号によって支配され、これはパワースペクトルの赤いプロットで表されます。これは、パワースペクトルの黒いプロットで表される鳥の自然な発声とは対照的です。結果は、鳥の耳に到達する音がシフトフィードバックによって支配されていることを示しており、ここでは、大人のベンガルフィンチで行われた代表的な実験が示されています。

ヘッドホンシステムは、聴覚フィードバックを16日間半音増加させるために使用されました。この操作により、7つの曲の音節すべてのピッチが徐々に減少しました。この発声運動プログラムの変化により、鳥が経験する聴覚エラーが減少し、鳥が明らかな発声エラーを修正するために聴覚フィードバックに依存していることが示されました。

16日目以降にピッチシフトが取り除かれると、曲のピッチは最終的にベースラインに戻りました。これらのデータは、不完全な適応を反映しているという点で典型的です。ここでは、聴覚フィードバックのピッチが1.0半音シフトしたにもかかわらず、鳥は彼の歌のピッチを約0.4半音だけ変更しました。

適応は、仮想フィードバックが単一の感覚モダリティを混乱させるために使用される場合の標準であり、現在のパラダイムでは、非監査の聴覚信号への部分的な依存を反映している可能性があります。鳴き鳥が彼らの進行中のボーカルパフォーマンスを評価するとき。マスターすれば、ヘッドホンは2営業日で組み立てて取り付けることができます。

繰り返しになりますが、ヘッドホンの総重量を最小限に抑えるために、エポキシ樹脂やアクリルの使用をできるだけ少なくすることが重要です。