26 Kasım 2012
Biz manipüle akustik sinyal ile songbird doğal işitsel geribildirim değiştirmek için uygun minyatür kulaklık tasarımı ve montajı anlatılmaktadır. Çevrimiçi ses işleme donanımı, şarkı çıkış işlemek kulaklık aracılığıyla işitsel geribildirim gerçek zamanlı hataları tanıtmak ve vokal motor öğrenme sürmek için kullanılır.
Bu prosedürün genel amacı, seslendiren bir ötücü kuşta işitsel geri bildirimi manipüle etmek için bir dizi hafif kulaklık oluşturmaktır. Bu, önce kulaklıkların çerçevesini oluşturan bileşenlerin üretilmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım, kulaklık çerçevesini monte etmek ve kuşun kafasına takmaktır.
Ardından, çerçeve çıkarılır ve minyatür hoparlörler ve sistem performansını izlemek için kullanılan minyatür bir mikrofon ile donatılır. Son adım, kulaklıkları yeniden takmak ve şarkı söylerken işitsel geri bildirimi bozmak için çevrimiçi ses işleme donanımını kullanmaktır. Sonuç olarak, bu sanal işitsel geri bildirim sistemi, beynin ses davranışını optimize etmek için duyusal geri bildirimi nasıl kullandığının araştırılmasını kolaylaştırır.
Bu tekniğin, sağır edici veya pekiştirme temelli teknikler gibi vokal plastisiteyi sürmek için diğer yöntemlere göre ana avantajı, bu paradigmanın doğal bir vokal hatasını taklit ederek ve kasvetli bir düzeltici yanıt oluşturmasına izin vererek hata düzeltmeyi listelemesidir. Bu yöntem Bengal İspinozunda kullanılmak üzere geliştirilmiş olsa da, ses davranışını düzenlemek için işitsel geri bildirim kullanan herhangi bir hayvana uygulanabilir. Kulaklık çerçevesinin imalatına başlamak için, çapraz çubuk ve kulaklıklar için karbon fiber bileşenleri kesin.
İlk olarak, bir x üç milimetrelik bir karbon fiber şeridin üç santimetresinden bir çapraz çubuk hazırlamak için bir Dremel aletindeki kesme diskini kullanın. Ardından, bir ila üç milimetrelik karbon fiber şeridin 1,5 santimetresinden dikey payandalar hazırlayın. Son olarak, dört milimetre iç çapında, altı milimetre dış çapında karbon fiber silindirin dört milimetresinden iki kulaklık hazırlayın.
Kulaklık bileşenleri çok küçük olduğundan, tipik olarak mikroskop altında monte edilir ve lehimlenir. 4.5 milimetre çapında bir uç kullanarak çapraz çubuğun ortasında 1.4 milimetre aralıklı iki küçük delik açarak çapraz çubuğu monte edin. Delikler, sıfır 80'lik bir vidayı barındıracak kadar büyük olmalıdır.
Deliklerden 2 0 80 vida sokun ve altıgen somunları takın. Daha sonra küçük çaplı bir şırınga iğnesinden iki adet altı milimetrelik şerit kesin ve daha iyi epoksi yapışması için pense ile çizin. Epoksinin vidaların ucunu altıgen somunlara yapıştırmasını önlemek için altıgen somunlar üstte kalacak şekilde çapraz çubuğu ters çevirin, her vidanın ucuna bir damla mineral yağ koyun.
Bu prosedürün kritik bir yönü, kulaklık aparatının toplam ağırlığını en aza indirmektir. Bu, mümkün olduğunca az epoksi ve akrilik kullanılarak elde edilebilir. İki iğne segmentini altıgen somunların üzerine yerleştirin, altıgen somunları birbirine ve her ikisini de kaplayan iğne segmentlerine epoksi
.Epoksi tamamen kürlendikten sonra, yazılı protokolde açıklandığı gibi köpük halkaların imalatını takiben her iki vidayı da çıkarın. Bu videoya eşlik eden, dikey destekleri dört milimetre uzunluğundaki karbon fiber silindire yapıştırarak kulaklıkları birleştirin. Epoksi sertleştiğinde, köpük halkasını silindirin ucuna yapıştırmak için az miktarda epoksi kullanın.
Köpük halka kuşun kafasına dayanacaktır. Bu gösteride, kulaklıkların takılması, ameliyat geçiren gerçek bir kuş olmadan bir kukla üzerinde gösterilmektedir. Ameliyat yapılırken ilk adım, yazılı prosedürde anlatıldığı gibi kuşun uyuşturulması, kuşun hazırlanan stereo ataklara yerleştirilmesi ve kafa derisinde beş ila 10 milimetrelik bir kesi yapılmasıdır.
Kesi orta hat boyunca olmalı ve kafatasının arkasındaki boyun kaslarının bağlanmasının 0.2 milimetre önünden öne doğru uzanmalıdır. Kemik yüzeyini kurutmak için açıkta kalan kafatasını %70 etanol ile ovaladıktan sonra, çapraz çubuğu epoksi kaplı altıgen somunlar olacak şekilde yerleştirmek için bir timsah klipsi tutucusu kullanın. Kafatasının üstüne yaslanın, çapraz çubuğu hafifçe kaldırın ve altıgen somunları kafatasına yapıştırın.
Yapıştırıcının çapraz çubuğun kendisine değil, yalnızca altıgen somunlara temas etmesine dikkat edin. Bu, vidaları çıkararak kulaklığın çıkarılmasına izin verecek, yalnızca burada gösterildiği gibi kafaya kalıcı olarak bağlı altıgen somunları bırakacak Kulaklıkları takmak için, köpük pedler kuşun kafasına dayanana kadar kulak çubukları boyunca kaydırın. Köpük pedleri kuşun kafasına sıkıca bastırmak için kulak çubuklarında timsah klipsleri kullanın.
Bu, iyi bir akustik sızdırmazlık elde etmek için önemlidir. Kulaklıkları, dikey direkler çapraz çubuğun arkasına değecek şekilde döndürün, epoksi veya akrilik kullanarak direk yapıştırıcı direklerinin önündeki konektör şeridi soketi için boşluk bırakın ve ardından epoksi veya akriliğin tamamen kürlenmesi ve kuşun iyileşmesi için 24 saat bekleyin. 24 saat sonra, köpük pedlerin kulak kanallarının etrafında sıkı bir sızdırmazlık oluşturduğundan emin olmak için çerçeveleri inceleyin.
Conta gevşekse, köpük pedler çıkarılabilir ve daha büyük olanlarla değiştirilebilir. Akustik sızdırmazlığı iyileştirmek için 0.05 inçlik altıgen bir anahtar kullanarak vidaları nazikçe çıkarın ve takılı kulaklıkları çıkarın. Hoparlör adaptörlerini imal etmek için kuştan çerçeve.
5,2 santimetre uzunluğunda, çapı beş milimetreden bir milimetreye kadar incelen bir pipet ucunu bir hurda karbon fiber silindir parçasına yerleştirin. Ardından pipet ucunu silindirin ucundan bir milimetre geçecek şekilde kesin. Ucu silindirden çıkarın ve adaptörün toplam uzunluğu üç milimetre olacak şekilde kesin.
Ardından, her iki hoparlörün pozitif ve negatif terminallerine beş santimetre uzunluğunda yalıtılmış 36 gauge tel lehimleyerek hoparlörleri bağlayın. Hoparlör mikrofon bileşeninin montajı için, bir hoparlörün bir tarafına elektriksel olarak yalıtkan bir bant şeridi ep ve kulaklık mikrofonunu bandın üstüne epoksi, mikrofondan gelen topraklama kablosunu hoparlörün negatif terminaline lehimleyin. Ardından, hem hoparlörü hem de hoparlör mikrofonu bileşenini her adaptörün daha geniş ucuna epoksiyle yerleştirin.
Hem hoparlör hem de mikrofon bağlantı noktası pipetin içine sığar. Epoksinin her iki bağlantı noktasını da kaplamadığından emin olun. Adaptörleri kulaklıklara yavaşça yerleştirin.
Her adaptörü küçük bir damla epoksi ile kulaklığına yapıştırın. Konektör şeridini imal etmek için, dört terminalden oluşan bir konektör şeridi soketi segmentini kesin ve soketin bir köşesine bir referans işareti yerleştirin. Konektör şeridini dikey direklerden birinin yanına yerleştirin, hoparlör ve mikrofon kablolarını pimlere lehimleyin.
Konektörde kısa devre olup olmadığını kontrol etmek için bir ome kullanın, gerekirse konektörü soyun ve onarın, konektörü epoksiye edin. Akustik girişi toplamak, filtrelemek, çukur kaydırmak ve yükseltmek için kulaklık çerçevesine soyun. İlk olarak, çok yönlü bir kondansatörlü mikrofonu doğrudan kuşun kafesinin üzerine asın.
Ön yükseltme ve düşük geçiş. Bu sinyali filtreleyin ve harmonizere girin. Kaydırılmış bir akustik sinyal oluşturmak için harmonizer üzerindeki çukur değiştirici modülünü kullanın.
Bu sinyali yükseltin ve komütatör ve esnek kablo aracılığıyla hoparlör kulaklıklarındaki pozitif kanala yönlendirin. Ardından, kuş sesi kutusunun duvarına dokuz voltluk bir pil takarak telefonun mikrofonuna güç sağlayın. Akünün pozitif terminalini koütatör ve esnek kablo aracılığıyla V kanalına bağlayın ve akünün negatif terminalini sinyal işleme ekipmanındaki ortak bir toprağa bağlayın.
Bu ortak zemini hoparlör ve telefonun mikrofon toprağına bağlayın. Geri bildirim kazancını kalibre etmek için. Bitmiş kulaklıkları sıfır 80 vida kullanarak kuşun kafasındaki altıgen somunlara takın.
Kuş şarkı söylemeye başladığında, yazılı protokolde bulunabilecek şemada gösterildiği gibi kafes, mikrofon, kaydırılmamış sinyal kaydırmalı sinyal ve telefonun mikrofonu dahil olmak üzere üç kanal veriyi kaydedin. Bu videoya eşlik ederken, telefonun mikrofonundan kaydedilen sesi inceleyin. Bu kanal, kulaklık hoparlörü aracılığıyla çalınan sanal geri bildirimin üst üste binmesini ve kuşun gerçek şarkısının doğrudan kulaklık çerçevesine sızmasını kaydedecektir.
Hoparlörün genlik ayarını, ampliut ayarını, sanal işitsel geri bildirim, doğrudan sızıntı sinyalinden 15 ila 20 desibel daha yüksek olacak şekilde ayarlayın. Hem hoparlörlerin hem de mikrofonun düzgün çalıştığından emin olmak için kulaklıkları günde iki kez kontrol ederek sistem performansını izleyin. Gösterilen. Burada, kulaklık mikrofonu tarafından kaydedilen sinyale, doğrudan sızıntı sinyali yerine perde kaydırmalı sinyalin hakim olduğu iyi kalibre edilmiş bir sistem örneği verilmiştir.
Burada, spektrogramdaki dikey kırmızı çizgi ile gösterilen zamanda kulaklık mikrofonu aracılığıyla kaydedilen sinyale, güç spektrumundaki kırmızı çizim ile temsil edilen perde kaydırmalı sinyal hakimdir. Bu, güç spektrumundaki siyah arsa ile temsil edilen kuşun doğal seslendirmesinin aksine. Sonuçlar, kuşun kulağına ulaşan sesin, yetişkin bir bengalli İspinoz üzerinde gerçekleştirilen temsili bir deney olan kaydırılmış geri bildirimin hakim olduğunu göstermektedir.
Kulaklık sistemi, 16 gün boyunca işitsel geri bildirimi bir yarım ton artırmak için kullanıldı. Bu manipülasyon, yedi şarkı hecesinin tümünün perdesinin kademeli olarak azalmasına neden oldu. Vokal motor programındaki bu değişiklik, kuşun yaşadığı işitsel hatada bir azalmaya neden oldu ve kuşun belirgin vokal hatalarını düzeltmek için işitsel geri bildirime güvendiğini gösterdi.
16. günden sonra perde kayması kaldırıldığında, şarkının perdesi sonunda taban çizgisine geri döndü. Bu veriler, eksik adaptasyonu yansıtmaları bakımından tipiktir. Burada, işitsel geri bildirimin perdesi 1.0 yarım ton kaydırılmış olsa da, kuş şarkısının perdesini eksik türler ve sistemler arasında sadece yaklaşık 0.4 yarım ton değiştirdi.
Adaptasyon, sanal geri bildirimin tek bir duyusal modaliteyi bozmak için kullanıldığı ve mevcut paradigmada, muhtemelen denetim dışı işitsel sinyallere kısmi bir güveni yansıttığı normdur. Ötücü kuşlar devam eden vokal performanslarını değerlendirirken. Ustalaştıktan sonra, kulaklıklar iki iş günü içinde monte edilebilir ve takılabilir.
Bir kez daha, kulaklıkların toplam ağırlığını en aza indirmek için mümkün olduğunca az epoksi veya akrilik kullanmayı unutmamak önemlidir.
Bu makale, ötücü kuşlar için hafif kulaklıkların tasarımını ve montajını ayrıntılı olarak anlatır ve bu kuşların vokalize ederken işitsel geri bildirimlerinin manipülasyonunu mümkün kılar. Sistem, vokal motor öğrenme üzerine yapılan çalışmaları kolaylaştırmak için gerçek zamanlı hatalar tanıtan çevrimiçi ses işlemeyi kullanır.
Understanding sensorimotor feedback mechanisms is critical for de-risking target validation in neuroscience drug discovery. This method enables precise manipulation of auditory feedback to probe neural circuits underlying vocal learning, providing a disease-relevant system for mechanistic de-risking. The approach supports predictive confidence in target engagement by linking sensory perturbation to behavioral output in a quantifiable manner.
The method integrates into discovery biology workflows by enabling hypothesis-driven interrogation of auditory-motor pathways, supporting early target validation through measurable behavioral adaptation.