Bir Klasik Koşullanma ve Kalp hızı Yaklaşımı ile İşitsel Akustik ve Elektrik uyarıcı Stimulus Çifti Ayrımcılığın Davranış Belirlenmesi

Bu prosedürün genel amacı, koklear çekirdeğin uyarılması için bölgeleri ve hayvan tarafından ayırt edilebilen frekans duyumları üreten nöral stimülasyon paternlerini belirlemektir. İlk olarak, hayvanın fizyolojik tepkilerinin ölçülmesine izin vermek için implante edilen bir kalp atış hızı izleme cihazı. Daha sonra, işitsel sisteme stimülasyonun iletilebildiği bir nöral elektrot koklear çekirdeğe implante edilir.

Daha sonra hayvan, sunulan tonlardaki frekans farklılıklarını tespit etmek ve fizyolojik bir yanıt üretmek için şartlandırılır. Son olarak, hayvan, işitsel sistemin farklı konumlarının ve nörostimülasyon modellerinin tespiti için test edilir. Sonuç olarak, koklear çekirdeğin hangi bölgelerinin işitsel protez ve stimülasyon paternleri için stimülasyona en uygun olduğunu gösteren sonuçlar elde edilebilir.

Sürekli olarak farklı frekans duyumları üreten stimülasyon konumlarını ve modellerini belirleyerek bu tür cihazlarda kullanım için en uygunudur. Bu tekniğin, nöral stimülasyon ve akut preparatta kayıt gibi mevcut yöntemlere göre en büyük avantajı, hayvan tarafından gerçekten ayırt edilen ve tespit edilen stimülasyon hedeflerini ve tekniklerini tanımlamanın mümkün olmasıdır. Bu tekniğin etkileri, koklear implantların koklear implantların ya koklear hasarın bozulması ya da işitme siniri hasarının bir sonucu olarak kullanılamadığı sağırlığın tedavisine kadar uzanır.

Bu teknik, normal akustik işlemeyi en iyi taklit eden stimülasyon stratejilerinin belirlenmesine yardımcı olacaktır. Elektrokardiyogram telemetri cihazı implantasyonundan üç ila beş gün sonra, önce analjezi ve anestezik uygulayarak beyin elektrot implantasyonuna başlayın. Anestezi onaylandıktan sonra, hayvanın kafasını tıraş edin ve Betadine ovma alkolü ve ardından Betadine ile silin.

Hayvanı homeo temalı bir tabağa yerleştirin. Hayvanı kaldırın ve kulak çubukları arasına yerleştirin ve ilk kulak çubuğunu harici akustik atuya kaydırın. İlk kulak çubuğunu yerine kilitleyin.

Ardından ikinci kulak çubuğunu sıçan dişi forseps kullanarak yerine kaydırın. Hayvanın çenesini açın ve üst kesici dişleri diş tutucunun üzerine asın. Yerleştirildikten sonra, ameliyat süresince devam edecek olan flor izini vermeye başlamak için burun konisini burnun üzerine kaydırın.

Parietal kemiği açığa çıkardıktan sonra,% 20 peroksit çözeltisi kullanarak yüzeyi ovalayın. Bir gazlı bez üzerinde, inter parietal kemiğin en yanal kısmına yaklaşık iki milimetre karelik bir delik açın. Elektroda zarar verebilecek kemik, toz veya kemik parçalarını çıkarmak için steril salin kullanarak deliği yıkayın Mikroskop altında çalışarak, sol parietal kemikte ve sağ inter parietal kemikte küçük bir delik açın.

Ardından, her bir vidanın başı ile kafatası arasında yaklaşık 0,5 milimetre bırakarak her deliğe cerrahi bir çelik vida vidalayın. Bağlantı hoparlörünü sol içi boş kulak çubuğuna takın. Elektrot manipülatörünü, 10 derecelik bir Cato rostral açısı ile açıklığın üzerine yerleştirin.

Daha sonra bir iğnenin ucunu kullanarak, sagital düzlemdeki durada bir kesi yapın. Elektrodu manuel olarak beynin yüzeyine yaklaşık iki milimetre yerleştirin. Vidaları yüksek empedanslı kafa aşamasının toprağa ve referans elektrot noktalarına bağlayın.

Amplifikatörün açık olduğundan emin olun. Ardından kayıt odasını kapatın, her 200 milisaniyede bir maksimum patlama iletim hızıyla düşük orta aralık ve yüksek frekans bant geçişli filtrelenmiş gürültünün döngüsel dağıtımına başlayın. Gürültüye verilen tepkileri tespit etmek için her kanaldaki nöral aktiviteyi izleyin. Sunum.

Elektrodun takılan toplam mesafe sekiz milimetreye yaklaşana kadar veya gürültü sunumlarına yanıtlar görülene kadar yerleştirilmesine devam edin. Koklear çekirdeğe ulaşılmışsa, elektrotun ucundaki bölgeler öncelikle yüksek frekanslı uyaranlara yanıt veriyor olmalıdır. Uç algılayana kadar elektrodu yerleştirmeye devam edin.

Düşük frekanslı uyaranlara veya işitsel güdümlü aktiviteye verilen yanıtlar sona erer. Aktivite durursa, elektrot tamamen koklear çekirdekten geçmiş olabilir ve elektrot yerleşimini revize etmek gerekebilir. Her uyaranın 10 tekrarı ile bir ila 70 desibel genliklerinde istenen frekans aralığında frekans adımlarında saf tonlar sunarak elektrot bölgelerindeki nöronların bir frekans genlik tepki haritasını oluşturun.

Beyin dokusunu ve elektrodu korumak için, açıkta kalan elektrot saplarının biraz üzerine ince bir silikon elastomer tabakası uygulayın, böylece elastomer saplardan aşağı akar ve hem sapları hem de beynin açıkta kalan yüzeyini kaplar. Elektrodu yerine sabitlemek için diş çimentosu uygulayın, elektrot topraklama kablosunu vidalara bağlayın ve daha fazla güç için daha fazla diş çimentosu uygulayın. Çimento sertleştikten sonra, kesiği elektrotun etrafına dikin, ardından hayvanın iyileşmesini sağlamak için ev kafesini 24 saat boyunca bir ısıtma yastığına yerleştirin.

Telemetri cihazını etkinleştirdikten sonra, hayvanı test odasına yerleştirin ve koşullandırmaya başlamadan önce beş dakika boyunca iklimlendirmeye alışmasına izin verin. Koşullandırma prosedürünü gerçekleştirmek için, akustik uyaran çiftinin rastgele seçilmiş bir üyesini, 80 ila 170 saniye boyunca 250 milisaniye sessizlikle ayrılmış 250 milisaniyelik patlamalar halinde tekrar tekrar iletin. Her stimülasyon sunumunun 10 milisaniyelik bir yükselme ve düşme süresi olmalıdır.

Bir tıklamanın algılanmasını önlemek için, değiştirmeye başlayın. Akustik uyaranın ikinci üyesi, her tonu 250 milisaniye boyunca sunan ilki ile eşleşir ve ardından 250 milisaniyelik bir sessizlik gelir. On saniyelik alternatif ton sunumu periyodunun 9,5 saniyesinden sonra, 0,5 milisaniyelik bir ayak şoku uygulayın, ardından kalp atış hızının stabilize olmasını sağlamak için ton sunumlarını 30 saniye durdurun.

İşlemin 48 döngüsü tamamlanana kadar bu işleme devam edin. Analiz için her ton çiftinin yeterli tekrarını sağlamak için, her ton çiftinin en az dört kez sunulduğundan emin olun. Nöral stimülasyon kablosunu taktıktan ve telemetri cihazını izofluran anestezisi altında aktive ettikten sonra, testten önce 10 dakika boyunca hayvanın iyileşmesine ve test odasına alışmasına izin verin.

Önceki günün kondisyonunu korumak için, daha önce açıklandığı gibi alternatif bir akustik uyaran çifti verin ve ardından 0,5 milisaniyelik bir ayak şoku verin. Kalp atış hızının stabilize olmasına izin verdikten sonra, bir elektriksel uyaran çiftinin rastgele seçilmiş bir üyesini, 80 ila 170 saniye boyunca 250 milisaniye sessizlikle ayrılmış, 250 milisaniyelik patlamalarla tekrar tekrar iletin. Ardından, elektriksel uyaran çiftinin ikinci üyesini, her tonu 250 milisaniye boyunca sunan birinci, ardından toplam 10 saniye boyunca 250 milisaniyelik bir sessizlik ile değiştirmeye başlayın.

Rastgele seçilen bir sonraki elektriksel stimülasyon çifti ile döngüyü, her bir çiftin rastgele aralıklarla en az 20 denemesi yapılana kadar tekrarlayın. Durumu korumak için bir akustik uyaran çifti yerleştirin. Test tamamlandığında, telemetri cihazını devre dışı bırakın, stimülasyon kablosunu çıkarın ve hayvanı evine geri koyun.

Burada gösterilen, doğru yerleştirilmiş bir elektrotun elektrofizyolojik tepkisidir. Her histogram, bir elektrot bölgesinde bir frekans için veri sunar ve her sütun, elektrot dizisinin her iki sapında 25 milisaniyelik bir zaman periyodu'nu temsil eder. Yanıtlar, her bir elektrot bölgesinde yalnızca oldukça dar bir frekans bandına yanıt olarak tespit edilir, ancak bu dar bantlar geniş bir frekans aralığına dağıtılır.

Böyle bir dağılım optimaldir, çünkü beynin birçok farklı frekansla ilişkili bölgesi bağımsız olarak uyarılabilir. İdeal olarak, elektrot yerleşimleri, Kanal 10'daki bu elektrofizyolojik yanıtta göründüğü gibi, ses genliği 10 desibel kadar düşük olan birkaç kanalda algılanan akustik uyarana karşı sinirsel tepkilere yol açmalıdır. Burada gösterilen, kötü yerleştirilmiş bir elektrot aktivitesi boyunca elektrofizyolojik tepki, elektrot dizisinin her bir sapının uçlarında meydana gelir, ancak her bir elektrot bölgesinde aktiviteyi ortaya çıkaran akustik uyaran frekansında çok az değişiklik vardır.

Böyle bir implantasyon, ayrım testi için farklı frekans katmanının uyarılmasını sağlamaz. Burada, bireysel izler ve ortalama kalp atış hızı orantılı verileri, alternatif elektriksel uyaran sunumunun başlamasından sekiz saniye öncesine kadar gösterilir. Bu veriler yedinci test oturumu sırasında toplandı ve 12 elektriksel uyaran sunumunu içeriyordu.

İkinci nöral uyaranın girmesinden sonra kalp atış hızında önemli bir azalma hızla meydana gelir, ardından kalp atış hızında önemli bir artış meydana gelir, bu da hayvanın birinci ve ikinci uyaran arasındaki farkı tespit ettiğini düşündürür. Yanıtın hata derecesi ve varyansı, orantılı ortalama artı standart hata grafiğinde gösterilir ve ikinci uyaran sunumunu takiben düşüş ve yükselişin önemi, %95 güven aralıkları kullanılarak doğrulanabilir. Bu prosedürü denerken, hayvanın tespit edebileceği herhangi bir dış uyaranın kalp atış hızında değişikliklere yol açabileceğini ve sonuçlardaki değişkenliği artırabileceğini hatırlamak önemlidir. Test ve koşullandırma şu şekilde yapılmalıdır: Geliştirildikten sonra bu etkileri en aza indirmek için tutarlı ve iyi izole edilmiş bir ortam. Bu teknik, biyonik alanındaki araştırmacıların, davranışsal olarak ilgili tepkiler sağlamak için çeşitli duyusal sistemlerde beyni elektriksel olarak uyarmanın daha iyi yollarını keşfetmelerinin yolunu açar.