Name: Behavioral Bepaling van de Stimulus Paar Discriminatie van Auditieve Akoestische en elektrische prikkels met behulp van een klassieke conditionering en hartslag aanpak (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-06-06T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 50 s
Description: Leer klassieke conditionering met hartrate-monitoring om auditieve prikkeldiscriminatie bij ratten te bestuderen. Deze methode identificeert optimale cochleaire kernstimulatie voor verbeterde auditieve prothesen.

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

De financiering voor dit onderzoek werd verstrekt door de Garnett Passen en Rodney Williams Memorial Foundation en 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 is een directeur van Bioengenesis Technologies Pty Ltd, die de Australische vertegenwoordigers voor Tucker Davis Technologies en de Australische distributeur van NeuroNexus Probes.

De hier beschreven technieken vormen een middel voor het testen van een reeks van discriminatie taken snel, met korte trainingstijden en het mogelijk maakt grote automatisering, dus het minimaliseren van onderzoeker tijd die nodig is voor de gegevensverwerking. Met behulp van gegevens die zijn verkregen van het geïmplanteerde ECG, berekening van de hartslag (HR) verandering in tijden van stimulus kan worden geautomatiseerd. Fouten in de ECG-verwerking (zoals het missen van een enkele hartslag) kan gemakkelijk worden geïdentificeerd als die ze produceren onrechte grote veranderingen in de schijnbare hart-tarief voor een zeer korte periode, en zo gemakkelijk opsporen van fouten minimaliseert de noodzaak van tijdrovende handmatige data-onderzoek . De techniek beschreven voor de implantatie van het ECG-telemetrie apparaat produceert voortdurend opnames met weinig of geen interferentie (zie figuren 1 &amp; 2). Echter, relatief kleine variaties in de plaatsing van het lood in het gebied mediastinum tot interferentie van spiers en bepaalde ademhaling-geassocieerde ruis. Het controleren van de plaatsing van de leads tijdens de implantatie proces, in het bijzonder na het hechten leidt op zijn plaats, maakt fijnafstelling van lood plaatsen om interferentie te minimaliseren. Het proces van hersenen implantatie in het slakkenhuis kern is moeilijk. Door het gebruik van seriële presentaties van band-pass gefilterde geluid van verschillende frequenties, in plaats van breedband ruis zoals al eerder is gebruikt 3, kunnen de antwoorden van celpopulaties op elektrode plaatsen snel worden beoordeeld in termen van frequentie-respons in plaats van de minder specifiek geluid reactie. De mogelijkheid om snel te identificeren als een voldoende aanbod van frequentie-tuned celpopulaties zijn toegankelijk is cruciaal in het onderzoek als er een elektrische prikkel discriminatie wordt getest. Als er onvoldoende frequentie-verdeling wordt verkregen, dan is vergelijking tussen het stimuleren van verschillende frequentie gebieden is simpelweg niet mogelijk. Toch, hoe langer het procesvan frequentie-amplitude response mapping blijft van cruciaal belang voor het verstrekken van details over de breedte van tuning van celpopulaties en moeten worden verricht voorafgaand aan de vaststelling van de elektrode op zijn plaats. In gedragstraining en testen, het opnemen van een niet-stimulus (of stille) periode tussen de onderzoeken, voorafgaand aan de stimulus begin, kan de reactie op de eerste stimulus onset worden onderzocht. Bij gebruik van elektrische zenuwstimulatie, een reactie op de prikkel ontstaan ​​levert het bewijs voor de eenvoudige detectie van de stimulus. Dus, wanneer er geen stimulusaanvang reactie, maar een reactie op het tweede afwisseling stimulus wordt ingevoerd, kan worden afgeleid dat alleen deze stimulus kan worden gedetecteerd. Zonder opnemen van een dergelijke stille periode, zou er geen manier om te bepalen dat de eerste stimulus niet werd gedetecteerd. Een beperking van deze gedrags-testen techniek is dat de afwezigheid van mond-schokken afgeleverd na de presentatie van neural stimulatie kan leiden tot de ontwikkeling van specificiteit in geconditioneerde angst, is zodanig dat vrees alleen tot uiting als akoestische stimulus wordt gepresenteerd. Dat wil zeggen dat de dieren leren dat de specifieke zintuiglijke effecten van zenuwstimulatie geassocieerd met niet ontvangt voetschok. Daar staat tegenover dat het leveren van mond-schokken na de presentatie van neurale stimulatie leiden tot een geconditioneerde angst voor de neurale stimulus zelf, los van geluid-achtige eigenschappen van het neurale prikkel kunnen hebben. De resultaten verkregen bij uitsluiting van een voet-shock na neurale stimulatie zeker zorgen voor een sterker bewijs voor de neurale stimulus zijn sound-achtig dan die met behulp van een voet-shock na neurale stimulatie, zoals in het eerste geval geconditioneerde angst is gegeneraliseerd van akoestisch tot neurale stimulatie. Echter het risico van specificiteit akoestische dan zenuwstimulatie aanwezig is. Het gebruik van band-pass gefilterd geluid als akoestische stimulus in plaats van zuivere tonen, barst, de eerste van diekan beter de perceptuele ervaring van neurale stimulatie, kan het risico van een dergelijke specifieke ontwikkeling. Een dergelijke procedure voert de aanvullende variabele bandbreedte van het filter, welke invloed discriminatietaken. Een verdere beperking samenhangt met chronische neurale implantatie, zoals vereist voor gedrag testen is de verandering in functie van de elektrode of de bijbehorende zenuwweefsel tijd. Stimulatie van zenuwweefsel kan leiden tot zowel tijdelijke onderdrukking van de neurale activiteit 13 en weefsel veranderingen, zoals celverlies 14 en direct hersenweefsel reactie op de elektrode. 15 De beschreven aanpak van de implantatie en gedragsstoornissen testen van een middel voor zowel meld-en discriminatie van akoestische en elektrische stimuli met een korte training, en de mogelijkheid om de controle van proef de frequentie uit te oefenen te testen. De techniek waarbij gebruik verandering HR als meete van geconditioneerd toepassing kan zijn niet alleen auditieve testen, maar meer in het algemeen een sensorische tests welke stimuli kan worden aangegeven voor alle discrete tijd, en waarin detectie van sensorische discriminatie gewenst.

<table border="1"><tbody><tr><td> Naam </td><td> Vennootschap </td><td> Model </td><td> Reacties </td></tr><tr><td> PowerLab </td><td> ADInstruments </td><td> ML880 </td><td> Records ontvangen gegevens van de geïmplanteerde zender TR40 </td></tr><tr><td> SmartCtrl controller kaart </td><td> Med Associates </td><td> DIG-716B </td><td> Regelt de gedragstest ruimte, met inbegrip voet shock </td></tr><tr><td> Modulaire gedrag testkamer </td><td> Med Associates </td><td> ENV-009 </td><td> Testkamer grootte: 30.5cm x 39.4cm </td></tr><tr><td> Aversieve stimulus generator </td><td> Med Associates </td><td> ENV-410B </td><td> Levert aversieve mond-shock aan metaal-bar vloer van de kooi door middel van een Solid State Scrambler eenheid </td></tr><tr><td> Programmeerbare Attenuator </td><td> TDT </td><td> PA5 </td><td> Regelt de AMPLItude van de geleverde akoestisch signaal om een ​​stabiele amplitude zorgen over frequenties </td></tr><tr><td> Elektrostatische luidspreker </td><td> TDT </td><td> ED1 </td><td> Drijft de elektrostatische luidsprekers (EC1, ES1) </td></tr><tr><td> Vrije veld elektrostatische luidspreker </td><td> TDT </td><td> ES1 </td><td> Geluiden worden gepresenteerd met behulp van deze speaker in de gedrags-testkamer </td></tr><tr><td> Samen elektrostatische luidspreker </td><td> TDT </td><td> EC1 </td><td> Geluiden worden gepresenteerd met behulp van deze spreker tijdens neurale implantatie </td></tr><tr><td> Stimulator Base Station </td><td> TDT </td><td> RX7 </td><td> Controls levering van elektrische zenuwstimulatie (gebruikt met MS16) </td></tr><tr><td> Microstimulator </td><td> TDT </td><td> MS16 </td><td> Levert multichannel elektrische zenuwstimulatie </td></tr><tr><td> Verwerking van het basisstation </td><td> TDT </td><td> RZ2 </td><td> Records neurale activiteit in de hersenen implantatie (met behulp van PZ2 voorversterker) </td></tr><tr><td> Voorversterker </td><td> TDT </td><td> PZ2-256 </td><td> 256-kanaals voorversterker met hoge impedantie </td></tr><tr><td> Telemetrie toestelontvanger </td><td> Telemetrie Onderzoek </td><td> TR162 </td><td> Ontvangt digitale signaal van TR40, en converteert naar versterkt analoge uitgang </td></tr><tr><td> Implanteerbare elektrocardiogram telemetrie-apparaat </td><td> Telemetrie Onderzoek </td><td> TR40 </td><td> De geïmplanteerde zender apparaat, bemonstering op 2kHz </td></tr><tr><td> Multifunctionele Processor </td><td> Tucker Davis Technologies (TDT) </td><td> RX6 </td><td> Wordt gebruikt om akoestische stimuli genereren </td></tr><tr><td> Vertex Castavaria </td><td> Vertex Dental </td><td></td><td> Dental acryl gebruikt worden om de elektrode vast te zetten </td></tr><tr><td> Kwik-Sil Adhesive, lage viscositeit </td><td> Wereld Precision Instruments </td><td></td><td> Silicon elastomeer gebruikt voor het coaten van de elektrode schachten </td></tr><tr><td> Multichannel elektrode </td><td> NeuroNexus </td><td> a2x16-10mm 100-500-413 </td><td> De 2-schacht 32-kanaals extracellulaire elektrode-array gebruikt voor implantatie. De elektrode sites geactiveerd een coating van iridiumoxyde produceren voorbereiding stimulatie. </td></tr></tbody></table>

behavioral bepaling van de stimulus paar discriminatie van auditieve akoestische en elektrische prikkels met behulp van een klassieke conditionering en hartslag aanpak

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

Acute dier voorbereidingen zijn gebruikt in het onderzoek prospectief onderzoek naar elektrode ontwerpen en stimulatie technieken voor de integratie in neurale auditieve protheses, zoals auditieve hersenstam implantaten 1-3 en auditieve middenhersenen implantaten 4,5. Terwijl acute experimenten kan in eerste instantie inzicht geven aan de effectiviteit van het implantaat, het testen van de chronisch geïmplanteerde en wakkere dieren biedt het voordeel van het onderzoeken van de psychofysische eigenschappen van de sensaties geïnduceerd met behulp van geïmplanteerde apparaten 6,7. Verschillende technieken zoals beloningsgerichte, conditionering 6-8 geconditioneerde 9-11, of klassieke vreesconditionering 12 zijn gebruikt gedrag bevestiging van detectie van een relevante stimulus kenmerk voorzien. De keuze van een techniek houdt in evenwicht aspecten, waaronder tijd-efficiency (vaak slecht in beloning gebaseerde benaderingen), de mogelijkheid om een ​​veelvoud van testenstimulus attributen tegelijk (beperkt in geconditioneerde), en meet de betrouwbaarheid van herhaalde stimuli (een mogelijke beperking bij de fysiologische maatregelen worden ingezet). Hier wordt een klassieke vreesconditionering gedrag gepresenteerde methode die kan worden gebruikt om gelijktijdig testen beide detectie van een stimulus en discriminatie tussen twee stimuli. Hartslag wordt gebruikt als een maat angstreactie, waardoor minder of geen behoefte aan tijdrovende videocodering voor stilstaande gedrag en andere maatregelen (hoewel deze maatregelen kunnen worden opgenomen convergerende bewijzen). De dieren werden onder de voorwaarde met behulp van deze technieken in drie 2-uur conditioning sessies, die elk 48 stimulus proeven. Na 48-proef testsessies werden vervolgens gebruikt om te testen voor de detectie van elke stimulus in de gepresenteerde paren, en test discriminatie tussen de Lid stimuli van elk paar. Deze methode gedrag wordt inde context van het gebruik ervan in de auditieve prothese onderzoek. De implantatie van de elektrocardiogram telemetrietoestellen wordt weergegeven. Na implantatie van de hersenen elektroden in de Cochlear Nucleus, geleid door de controle van de neurale reacties op akoestische stimuli, en de fixatie van de elektrode op zijn plaats voor chronisch gebruik is eveneens weergegeven.

De toepassing van een klassieke vreesconditionering gedrag paradigma voor de auditieve prothese onderzoek bij ratten beschreven. Dit paradigma biedt een mechanisme voor de identificatie van zowel de detectie van en discriminatie tussen verschillende akoestische en elektrische stimuli met behulp van hartslag als uitkomstmaat.

Behavioral Bepaling van de Stimulus Paar Discriminatie van Auditieve Akoestische en elektrische prikkels met behulp van een klassieke conditionering en hartslag aanpak

Acute dierpreparaten zijn gebruikt in onderzoek naar de prospectieve evaluatie van elektrodeontwerpen en stimulatietechnieken voor integratie in neurale ...

Het algemene doel van deze procedure is het identificeren van regio's voor stimulatie van de cochleaire kern en patronen van neurale stimulatie die frequentiesensaties produceren die door het dier kunnen worden onderscheiden. Eerst wordt een apparaat voor hartslagmonitoring geïmplanteerd om de fysiologische reacties van het dier te kunnen meten. Vervolgens wordt een neurale elektrode, waarmee stimulatie aan het auditieve systeem kan worden toegediend, in de cochleaire kern geïmplanteerd.Vervolgens wordt het dier geconditioneerd om frequentieverschillen in gepresenteerde tonen te detecteren en een fysiologische respons te vertonen. Ten slotte wordt het dier getest op de detectie van verschillende locaties en patronen van neurostimulatie van het auditieve systeem. Uiteindelijk kunnen er resultaten worden verkregen die aantonen welke gebieden van de cochleaire kern het meest geschikt zijn voor stimulatie voor auditieve prosthesis en stimulatiepatronen.Het is het best geschikt voor gebruik in dergelijke apparaten door locaties en stimulatiepatronen te identificeren die consistent duidelijke frequentiesensaties opwekken. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden, zoals neurale stimulatie en registratie in een acute preparatie, is dat het mogelijk is om stimulatiedoelen en technieken te identificeren die daadwerkelijk worden onderscheiden en waargenomen door het dier. De implicaties van deze techniek strekken zich uit tot therapie voor de behandeling van doofheid waarbij cochleaire implantaten niet kunnen worden gebruikt, hetzij als gevolg van een aangetaste cochlea, hetzij door beschadiging van de auditieve zenuw.Deze techniek helpt bij het bepalen van stimulatiestrategieën die de normale akoestische verwerking het beste nabootsen. Drie tot vijf dagen na de implantatie van het ECG-telemetrieapparaat wordt gestart met de implantatie van de hersenelektroden, beginnend met het toedienen van analgesie en anesthetica. Zodra de anesthesie is bevestigd, wordt de kop van het dier geschoren en gereinigd met Betadine scrub-alcohol en vervolgens met Betadine.Plaats het dier op een homeothermische plaat. Til het dier op en positioneer het tussen de oorstaven en schuif de eerste oorstaaf in de externe gehoorgang. Zet de eerste oorstaaf vast.Schuif vervolgens de tweede oorstaaf met behulp van rattenkniptang in positie. Open de kaak van het dier en haak de bovenste snijtanden over de tandhouder. Zodra deze in positie is, schuift u de neusconus over de neus om de toediening van isofluoraan te starten, die gedurende de gehele operatie zal worden voortgezet.Nadat het pariëtale bot is vrijgelegd, wordt het oppervlak schoongemaakt met een 20% peroxide-oplossing. Boor op een gaasje een gat van ongeveer twee vierkante millimeter in het meest laterale deel van het interpariëtale bot. Spoel het gat door met steriele zoutoplossing om botstof of botfragmenten te verwijderen die de elektrode kunnen beschadigen. Boor onder een microscoop een klein gat in het linker pariëtale bot en het rechter interpariëtale bot.Draai vervolgens in elk gat een chirurgische stalen schroef, waarbij ongeveer 0,5 millimeter ruimte tussen de kop van elke schroef en de schedel wordt gelaten. Bevestig de koppelingsluidspreker aan de linker holle oorstang. Positioneer de elektrodemanipulator boven de opening met een caudaal-rostrale hoek van 10 graden.Maak vervolgens met de punt van een naald een incisie in de dura in het sagittale vlak. Voer de elektrode handmatig ongeveer twee millimeter in het breinoppervlak in. Verbind de schroeven met de massa- en referentie-elektrodepunten van de headstage met hoge impedantie.Zorg ervoor dat de versterker is ingeschakeld. Sluit vervolgens de registratiekamer en start de cyclische toediening van laag-, midden- en hoogdoorlaat gefilterde ruis met een maximale toedieningssnelheid van één burst elke 200 milliseconden. Monitor de neurale activiteit op elk kanaal om reacties op de ruis te detecteren.Presentatie.Zet de inbrenging van de elektrode voort totdat de totale ingebrachte afstand bijna acht millimeter bedraagt of totdat er responsen worden waargenomen op ruispresentaties. Als de cochleaire nucleus is bereikt, zouden de locaties aan de punt van de elektrode primair responsen moeten vertonen op hoogfrequente stimuli. Ga door met het inbrengen van de elektrode totdat de punt detecteert.Reacties op stimuli met een lage frequentie of door gehoor aangestuurde activiteit houden op. Als de activiteit stopt, is de elektrode mogelijk volledig door de cochleaire kern gegaan en kan het nodig zijn om de plaatsing van de elektrode te herzien. Stel een frequentie-amplitude responskaart van de neuronen op de elektrodeposities op door zuivere tonen in frequentiestappen over het gewenste frequentiebereik te presenteren bij amplitudes van 1 tot 70 decibels, met 10 herhalingen van elke stimulus.Om het hersenweefsel en de elektrode te beschermen, brengt u een dunne laag siliconenelastomeer aan vlak boven de blootgestelde elektrode-schachten, zodat het elastomeer langs de schachten naar beneden stroomt en zowel de schachten als het blootgestelde oppervlak van de hersenen bedekt. Om de elektrode te fixeren, brengt u tandcement aan, verbindt u de aardingsdraad van de elektrode met de schroeven en brengt u vervolgens extra tandcement aan voor een grotere stevigheid. Zodra het cement is uitgehard, hecht u de incisie rond de elektrode en plaatst u de kooi op een warmtemat voor 24 uur om het dier te laten herstellen.Plaats het dier na het activeren van het telemetrie-apparaat in de testkamer en laat het vijf minuten acclimatiseren voordat de conditionering begint. Om de conditioneringsprocedure uit te voeren, wordt één willekeurig gekozen lid van het akoestische stimuluspaar herhaaldelijk toegediend in bursts van 250 milliseconden, gescheiden door 250 milliseconden stilte, gedurende 80 tot 170 seconden. Elke stimulatiepresentatie moet een stijg- en daaltijd van 10 milliseconden hebben.Om te voorkomen dat een klik wordt waargenomen, begin met het afwisselen. Presenteer het tweede lid van het akoestische stimuluspaar samen met het eerste, waarbij elke toon 250 milliseconden duurt, gevolgd door een stilte van 250 milliseconden. Dien na 9,5 seconden van de tien seconden durende periode van afwisselende toonpresentatie een voetshock van 0,5 milliseconden toe, en staak vervolgens de toonpresentaties voor 30 seconden om de hartslag te laten stabiliseren.Zet dit proces voort totdat 48 cycli van de procedure zijn voltooid. Om voldoende herhalingen van elk toonpaar voor analyse te garanderen, dient elk toonpaar minimaal vier keer te worden gepresenteerd. Laat het dier, na het bevestigen van de neurale stimulatiekabel en het activeren van het telemetrieapparaat onder isofluraan-anesthesie, 10 minuten herstellen en acclimatiseren aan de testkamer vóórdat de tests beginnen.Om de conditionering van de vorige dag te handhaven, wordt een afwisselend paar akoestische stimuli toegediend zoals eerder beschreven, gevolgd door een voetshock van 0,5 milliseconde. Nadat de hartslag is gestabiliseerd, wordt één willekeurig gekozen lid van een elektrisch stimuluspaar herhaaldelijk toegediend in bursts van 250 milliseconden, gescheiden door 250 milliseconden stilte gedurende 80 tot 170 seconden. Begin vervolgens met het afwisselen van het tweede lid van het elektrische stimuluspaar met het eerste, waarbij elke toon 250 milliseconden wordt gepresenteerd, gevolgd door een stilte van 250 milliseconden, voor een totale duur van 10 seconden.Herhaal de cyclus met het volgende willekeurig geselecteerde paar elektrische stimulaties tot er ten minste 20 trials van elk paar met willekeurige intervallen zijn toegediend. Voeg een akoestisch stimuluspaar toe om de conditionering in stand te houden. Wanneer de tests zijn voltooid, schakel het telemetrieapparaat uit, koppel de stimulatiekabel los en plaats het dier terug in zijn kooi.Hier wordt de elektrofysiologische respons van een correct geplaatste elektrode getoond. Elk histogram presenteert gegevens voor één frequentie op één elektrodeplaats, en elke kolom vertegenwoordigt een tijdsperiode van 25 milliseconden op beide shanks van de elektrodearray. Responsen worden op elke individuele elektrodeplaats slechts gedetecteerd als reactie op een vrij smalle band frequenties, maar deze smalle banden zijn verdeeld over een breed frequentiebereik.Een dergelijke distributie is optimaal, aangezien veel verschillende frequentiegerelateerde hersengebieden onafhankelijk van elkaar gestimuleerd kunnen worden. Idealiter moeten de elektrodeplaatsingen leiden tot neurale responsen op akoestische stimulatie die op meerdere kanalen worden gedetecteerd met een geluidsamplitude van slechts 10 decibel, zoals te zien is in deze elektrofysiologische respons op Kanaal 10. Hier wordt de elektrofysiologische respons getoond bij een slecht geplaatste elektrode; activiteit vindt plaats aan de uiteinden van elke shank van de elektrode-array, maar er is weinig variatie in de frequentie van de akoestische stimulatie die activiteit op elke elektrodeplaats oproept.Een dergelijke implantatie maakt geen stimulatie van een aparte frequentielaag mogelijk voor discriminatietests. Hier worden individuele traces en gegevens van de gemiddelde hartslag proportioneel weergegeven, vanaf acht seconden vóór tot acht seconden na het begin van de presentatie van afwisselende elektrische stimuli. Deze gegevens werden verzameld tijdens de zevende testsessie en omvatten 12 presentaties van elektrische stimuli.Er treedt een significante daling van de hartslag op kort na de introductie van de tweede neurale stimulus, gevolgd door een significante stijging van de hartslag, wat suggereert dat het dier het verschil tussen de eerste en tweede stimulus heeft gedetecteerd. De mate van fout en variantie van de respons wordt weergegeven in de plot van het proportionele gemiddelde plus de standaardfout, en de significantie van de daling en stijging na presentatie van de tweede stimulus kan worden geverifieerd met behulp van 95%betrouwbaarheidsintervallen. Tijdens het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden dat elke externe stimulus die het dier kan detecteren kan leiden tot veranderingen in de hartslag, waardoor de variabiliteit in de resultaten toeneemt; het testen en conditioneren moeten worden uitgevoerd in een consistente en goed geïsoleerde omgeving om deze effecten te minimaliseren. Na de ontwikkeling baant deze techniek de weg voor onderzoekers in het veld van de bionica om betere manieren te verkennen om de hersenen elektrisch te stimuleren in diverse sensorische systemen om gedragsrelevant responsen op te wekken.

behavioral-determination-stimulus-pair-discrimination-auditory

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

In dit rapport presenteren we een volledig geautomatiseerd en zeer veelzijdig systeem dat in staat gelijktijdig testen van multi-cognitief gedrag en het opnemen van neuronale activiteiten voor knaagdieren.

Een Volledig geautomatiseerd en zeer veelzijdige systeem voor het testen van meerdere cognitieve functies en opnemen Neuronale Activiteiten in Knaagdieren

Een snelle en goedkope methode voor de gedrags-bepaling van het horen van parameters zoals gehoordrempels, gehoorproblemen of fantoom perceptie (subjectieve tinnitus) wordt beschreven. Het gebruikt pre-puls remming van de akoestische schrikreactie en kan gemakkelijk worden geïmplementeerd in een personal computer met een programmeerbare AD / DA-omzetter en een piezo sensor.

Een Low Cost Setup voor Behavioral Audiometrie in Knaagdieren

Dit protocol beschrijft hoe neuronale activiteit tijdelijk en op afstand kan worden uitgeschakeld in discrete hersengebieden terwijl ratten bezig zijn met leren en geheugentaken. De aanpak combineert farmacogenetica (Designer-Receptors-Exclusively-Activated-by-Designer-Drugs) met een gedragsparadigma (zintuiglijke voorconditionering) dat is ontworpen om onderscheid te maken tussen verschillende componenten van leren.

Een methode voor het op afstand zwijgen neurale activiteit in Knaagdieren Tijdens Discrete Fasen van het Leren

Aandachtscontrole omvat de verbetering van doelsignaal en de verzwakking van afleidende signalen. We beschrijven een benadering om afzonderlijk maar gelijktijdig de neurofysiologie van aandacht en negeren te meten in aanhoudende intermodale aandacht, gebruikmakend van een passieve controleconditie waarin geen van beide processen continu betrokken is.

Meting van neurofysiologische signalen van negeren en het bijwonen van processen in Attention Controle

Shuttle-box vermijdingsleren is goed opgericht in behavioral neurowetenschappen. Dit protocol beschrijft hoe shuttle-learning in knaagdieren kan worden gecombineerd met locatie-specifieke elektrische intracorticale microstimulatie (ICMS) en gelijktijdige chronische in vivo opnames als een instrument om meerdere aspecten van leren en perceptie bestuderen.

Gecombineerd Shuttle-Box Training met Elektrofysiologische Cortex opnemen en stimulatie als een instrument om Perception en learning studie

Dit artikel beschrijft een werkwijze voor het meten gehoorgevoeligheid in 2-4 jaar oude kinderen. Kinderen zijn opgeleid om play-gebaseerde reacties uit te voeren wanneer ze een doel hoort. Drempels worden dan geschat in een twee-interval, twee-alternatieven gedwongen keuze paradigma, gebaseerd op waarnemingen van het gedrag van het kind.

Behavioral Assessment van Hoorzitting in 2-4 jaar oude kinderen: een twee-interval, Observer-gebaseerde procedure Met behulp van geconditioneerde-Play gebaseerd Responses

De huidige studie stelt een protocol om te onderzoeken van de aanpassing aan de links-rechts omgekeerde auditie slechts bereikt door draagbare apparaten, met behulp van neuroimaging, kunnen die een doeltreffend instrument voor het blootleggen van het aanpassingsvermogen van mensen aan een nieuwe context in de auditieve domein.

Een methode om te studeren van aanpassing aan de links-rechts omgekeerd auditie

Psychofysica is essentieel voor de studie van perceptie verschijnselen door middel van sensorische informatie. Hier presenteren we een protocol voor het uitvoeren van een taak van de gedwongen-keuze twee-interval zoals dit is geïmplementeerd in een vorig verslag over menselijke Psychofysica waar deelnemers naar schatting van de duur van visuele, auditieve of audiovisuele intervallen van aperiodieke treinen van pulsen.

Een twee-interval gedwongen-keuze taak voor multisensorische vergelijkingen

Dit protocol is ontworpen om onderliggende leergerelateerde elektrofysiologische veranderingen te onderzoeken bij proefpersonen met diepe doofheid na een korte trainingsperiode in audio-tactiele sensorische substitutie door de gebeurtenisgerelateerde potentiële techniek toe te passen.

Beoordeling van audio-tactiele sensorische substitutietraining bij deelnemers met diepe doofheid met behulp van de gebeurtenisgerelateerde potentiële techniek

Dit protocol presenteert een op microcontrollers gebaseerde gedragsbox om prepulsinhibitie (PPI) te beoordelen door versnellingsgegevens te verzamelen van een sensor onder de box. Deze gegevens evalueren sensorische poorttekorten bij sociaal geïsoleerde ratten, met een toegevoegde methode voor het synchroniseren van gegevens met neuronale activiteit om neurofysiologische studies naar gedragsstoornissen vooruit te helpen.

Het ontwikkelen van een gedragsbox voor het beoordelen van prepulsinhibitie en neurale activiteit in psychiatrische diermodellen

Leer klassieke conditionering met hartrate-monitoring om auditieve prikkeldiscriminatie bij ratten te bestuderen. Deze methode identificeert optimale cochleaire kernstimulatie voor verbeterde auditieve prothesen.

Behavioral Bepaling van de Stimulus Paar Discriminatie van Auditieve Akoestische en elektrische prikkels met behulp van een klassieke conditionering en hartslag aanpak (Video) | JoVE Journal

Behavioral Bepaling van de Stimulus Paar Discriminatie van Auditieve Akoestische en elektrische prikkels met behulp van een klassieke conditionering en hartslag aanpak

Meer video's verkennen