Поведенческие Определение Стимул пара дискриминации акустических и электрических слуховых стимулов с помощью классического кондиционирования и сердце курс подход

Общая цель этой процедуры заключается в выявлении областей для стимуляции кохлеарного ядра и паттернов нейронной стимуляции, которые вызывают частотные ощущения, различимые животным. Во-первых, имплантируются устройства для мониторинга сердечного ритма, позволяющие измерять физиологические реакции животного. Затем в кохлеарное ядро имплантируется нейронный электрод, через который стимуляция может быть доставлена в слуховую систему.

Затем животное приучается обнаруживать частотные различия в представленных тонах и вызывать физиологическую реакцию. Наконец, животное тестируется на выявление различных локализований и паттернов нейростимуляции слуховой системы. В конечном счете, можно получить результаты, показывающие, какие области кохлеарного ядра лучше всего подходят для стимуляции слуховых протезов и паттернов стимуляции.

Лучше всего подходит для использования в таких устройствах за счет идентификации мест и паттернов стимуляции, которые постоянно производят ощущения с различными частотами. Основное преимущество этой методики перед существующими методами, такими как нейронная стимуляция и регистрация в остром препарате, заключается в том, что можно идентифицировать цели стимуляции и техники, которые на самом деле различаются и обнаруживаются животным. Применение этого метода распространяется и на терапию глухоты, при которой кохлеарные имплантаты не могут быть использованы ни в результате нарушения функции улитки, ни в результате повреждения слухового нерва.

Этот метод поможет определить стратегии стимуляции, которые наилучшим образом имитируют обычную акустическую обработку. Через три-пять дней после имплантации телеметрического устройства электрокардиограммы начните имплантацию электродов головного мозга, предварительно введя анальгезию и анестетик. Как только анестезия будет подтверждена, побрейте голову животного и протрите скрабом Бетадином, а затем Бетадином.

Поместите животное на гомеотемическую тарелку. Поднимите и поместите животное между ушными планками и вставьте первую ушную планку во внешнюю акустическую систему. Зафиксируйте первую ушную планку на месте.

Затем сдвиньте вторую ушную планку на место с помощью щипцов из крысиных зубов. Откройте челюсть животного и зацепите верхние резцы за держатель зубов. Оказавшись в нужном положении, наденьте носовой конус на нос, чтобы начать подачу изофтора, которая будет продолжаться в течение всей операции.

Обнажив теменную кость, потрите поверхность, используя 20% раствор перекиси. На марлевой салфетке просверлите отверстие площадью примерно два квадратных миллиметра в самой боковой части межтеменной кости. Промойте отверстие стерильным физиологическим раствором, чтобы удалить любую кость, пыль или костные фрагменты, которые могут повредить электрод, работающий под микроскопом, просверлите небольшое отверстие в левой теменной кости и правой межтеменной кости.

Затем вкрутите хирургический стальной винт в каждое отверстие, оставив около 0,5 миллиметра между головкой каждого винта и черепом. Прикрепите соединительный динамик к левой полой ушной планке. Установите электродный манипулятор на место над отверстием с каторостральным углом 10 градусов.

Затем с помощью кончика иглы сделайте надрез в твердой мозговой оболочке в сагиттальной плоскости. Введите электрод вручную примерно на два миллиметра в поверхность мозга. Подсоедините винты к точкам заземления и опорного электрода высокоомного головного каскада.

Убедитесь, что усилитель включен. Затем герметизируйте записывающую камеру, начните циклическую подачу низкочастотного, среднечастотного и высокочастотного пропускающего шума с максимальной скоростью одной вспышки каждые 200 миллисекунд. Отслеживайте нейронную активность в каждом канале, чтобы обнаруживать реакцию на шум. Представление.

Продолжайте вставлять электрод до тех пор, пока общее расстояние ввода не приблизится к восьми миллиметрам или пока не появятся реакции на шумовые проявления. Если кохлеарное ядро было достигнуто, участки на кончике электрода должны проявлять реакцию в первую очередь на высокочастотные раздражители. Продолжайте вставлять электрод до тех пор, пока наконечник не обнаружит

Реакции на низкочастотные стимулы или слуховую активность прекращаются. Если активность прекращается, возможно, электрод полностью прошел через кохлеарное ядро, и может потребоваться пересмотр размещения электрода. Постройте карту частотно-амплитудных откликов нейронов на участках электродов, представляя чистые тона с шагом частоты в желаемом диапазоне частот с амплитудой от одного до 70 децибел с 10 повторениями каждого стимула.

Чтобы защитить мозговую ткань и электрод, нанесите тонкий слой силиконового эластомера немного выше открытых хвостовиков электродов таким образом, чтобы эластомер стекал вниз по хвостовикам и покрывал как хвостовики, так и открытую поверхность мозга. Чтобы зафиксировать электрод на месте, нанесите стоматологический цемент, подсоедините провод заземления электрода к винтам и нанесите дополнительно стоматологический цемент для большей прочности. Как только цемент затвердеет, зашите разрез вокруг электрода, затем поместите домашнюю клетку на грелку на 24 часа, чтобы животное могло восстановиться.

После активации телеметрического устройства поместите животное в испытательную камеру и дайте ему акклиматизироваться в течение пяти минут до начала подготовки. Чтобы выполнить процедуру обусловливания, подайте одного случайно выбранного члена пары акустических стимулов несколько раз в 250 миллисекундных интервалах с интервалом в 250 миллисекунд тишины в течение 80-170 секунд. Время нарастания и спада каждой стимуляции должно составлять 10 миллисекунд.

Чтобы щелчок не был замечен, начните чередование. Второй член акустического стимула соединяется с первым, представляя каждый тон в течение 250 миллисекунд, после чего следует 250-секундная тишина. Через 9,5 секунд из десятисекундного периода чередующегося тона нанесите удар ногой 0,5 миллисекунды, затем прекратите тонизирование на 30 секунд, чтобы позволить сердечному ритму стабилизироваться.

Продолжайте этот процесс до тех пор, пока не будет завершено 48 циклов процедуры. Чтобы обеспечить достаточное количество повторений каждой пары тонов для анализа, убедитесь, что каждая пара тонов представлена не менее четырех раз. После присоединения кабеля нейростимуляции и активации телеметрического устройства под анестезией изофлурана дайте животному восстановиться и акклиматизироваться в тестовой камере в течение 10 минут до тестирования.

Чтобы поддерживать физическую форму предыдущего дня, подайте чередующуюся пару акустических стимулов, как описано выше, а затем подайте удар ногой 0,5 миллисекунды. После стабилизации частоты сердечных сокращений подайте одного случайно выбранного члена пары электрических стимулов несколько раз в 250 миллисекундных импульсах, разделенных 250 миллисекундами тишины в течение 80-170 секунд. Затем начните чередовать второго члена пары электрических стимулов с первым, представляющим каждый тон в течение 250 миллисекунд, после чего следует 250-секундная тишина в течение 10 секунд.

Повторяйте цикл со следующей случайно выбранной парой электростимуляции до тех пор, пока не будет проведено не менее 20 попыток каждой пары через случайные промежутки времени. Вставьте пару акустических стимулов для поддержания физической формы. Когда тестирование будет завершено, отключите телеметрическое устройство, отсоедините кабель стимуляции и верните животное в его дом.

Здесь показана электрофизиологическая реакция правильно расположенного электрода. Каждая гистограмма представляет данные для одной частоты на одном участке электрода, а каждый столбец представляет период времени 25 миллисекунд на обоих хвостовиках электродной матрицы. Отклики обнаруживаются на каждом отдельном участке электрода только в ответ на довольно узкую полосу частот, но эти узкие полосы распределены в широком диапазоне частот.

Такое распределение является оптимальным, так как многие различные частотные области мозга могут стимулироваться независимо друг от друга. В идеале размещение электродов должно приводить к нейронным реакциям на акустический стимул, обнаруживаемым на нескольких каналах с амплитудой звука до 10 децибел, как это проявляется в электрофизиологическом отклике на канале 10. Здесь показана электрофизиологическая реакция на плохо расположенный электрод, активность происходит на концах каждого хвостовика электродной решетки, но частота акустического стимула, которая вызывает активность в каждом месте электрода, практически не изменяется.

Такая имплантация не позволяет стимулировать отдельный частотный слой для тестирования на дискриминацию. Здесь показаны отдельные следы и пропорциональные данные о средней частоте сердечных сокращений за восемь секунд до и до восьми секунд после начала попеременного предъявления электрического стимула. Эти данные были собраны во время седьмого сеанса тестирования и включали в себя 12 презентаций электрических стимулов.

Значительное снижение частоты сердечных сокращений происходит быстро после введения второго нервного стимула, за которым следует значительное увеличение частоты сердечных сокращений, что позволяет предположить, что животное обнаружило разницу между первым и вторым стимулом. Степень ошибки и дисперсии реакции показана на графике пропорционального среднего плюс стандартная ошибка, а значимость спада и подъема после предъявления второго стимула может быть проверена с использованием 95% доверительных интервалов. постоянная и хорошо изолированная среда для минимизации этих эффектов после его развития. Этот метод прокладывает путь для исследователей в области бионики к изучению лучших способов электрической стимуляции мозга в различных сенсорных системах для обеспечения поведенчески релевантных реакций.