Este trabajo fue apoyado por el Centro Interdisciplinario de Investigación Clínica (IZKF, proyecto E7) en el Hospital Universitario de la Universidad de Erlangen-Nuremberg.

1. Configuración de Montaje y programación de software <ol><li> Instalar un convertidor D / A de la tarjeta de un ordenador personal (por ejemplo: NI PCI 6229, National Instruments) y conectarlo a una ruptura de la caja (por ejemplo: BNC-2110, National Instruments), ambos deben soportar al menos una entrada y un canal de salida con una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz por lo menos cada uno. </li><li> Conecte la salida de la ruptura de la caja mediante un cable BNC a un amplificador de sonido (por ejemplo: AMP75 amplificador de potencia de banda ancha, Thomas Wulf). </li><li> Instalar una cámara de infrarrojos (por ejemplo: Pro Gran Cámara IP, Grandtec Electronics) para la vigilancia de los animales en la oscuridad. </li><li> Instalar un entorno de desarrollo integrado (por ejemplo: Matlab) para implementar un programa definido por el diagrama de flujo en la Figura 1. Una versión que se ejecuta en Matlab 2007b se puede obtener de forma gratuita por parte del autor correspondiente. </li><li> Dentro de una cámara insonorizada instalar un altavoz en una mesa. Conecte el altavoz to el amplificador de sonido. </li><li> Instale un sensor piezoeléctrico (por ejemplo, sensor de fuerza FSG15N1A, Honeywell) en la parte superior de una placa aislante, lo apoyará con energía y conectarlo mediante un cable BNC a la entrada de la ruptura de la caja: la señal del sensor de suelo. </li><li> Construir una cámara de medición de un tubo de vidrio acrílico ajustarse al tamaño de los roedores a medir (por ejemplo, los jerbos: longitud 15 cm, diámetro interior 4,3 cm, diámetro exterior 4,8 cm). Fijar una rejilla con un ancho de malla de 0,5 mm para la parte frontal del tubo y una puerta acolchada con un mecanismo de bloqueo (por ejemplo, un gancho) en la parte trasera. La fijación se puede hacer con pegamento caliente, para la puerta está fijado solamente la bisagra y el gancho para que el gancho del tubo. </li><li> Fije las patas de espuma de plástico que se ajustan a las dimensiones del tubo de medición en el tablero sensor aislante. Los pies deben apoyar el tubo en la parte delantera y trasera y levante el tubo al nivel del sensor. Asegúrese de que hay un ligero contacto entre el sensor piezoeléctrico y la cámara de medición. </li&gt; <li> Fije la placa del sensor de la cámara de medición centrada en frente del parlante y poner un micrófono para el control de sonido al lado de él (por ejemplo, B &amp; Type K 2669 / B y Tipo K 4190 conectado al amplificador de medida B &amp; K Modelo 2610, todo: Bruel y Kjaer) a nivel de la cabeza de los animales de modo que no interfiera con el tubo. </li><li> Tenga en cuenta que la calidad de los datos audiométricos dependerá de la calidad de su sistema de sonido. En cualquier caso, utilice el micrófono y el amplificador de medida para determinar la función de transferencia de frecuencias del sistema antes de sus primeros experimentos e incluir una rutina en el software para corregir esta función de transferencia frecuencia para hacer la salida espectral de tu piso altavoz. </li><li> Alinee la cámara web con la configuración para que se pueda monitorear el comportamiento animal. </li></ol> 2. Determinación del comportamiento de los umbrales de audición (audiogramas) <ol><li> Tome el animal de su jaula y ponerlo de cabeza en el tubo; cperder la puerta. </li><li> Poner el tubo en los pies de espuma y el sensor. Apague cualquier luz y cerrar la puerta de la cámara. La propia cámara no tiene aire acondicionado, pero tiene la temperatura, la humedad y otras variables ambientales del laboratorio circundante. Cambio de aire por los ventiladores no es aconsejable debido a que el ruido inducido pero el volumen de la cámara está apoyando oxígeno para el animal durante muchas horas. Espere 15 minutos para permitir que el animal se acostumbre a la instalación. El tiempo de aclimatación es beneficioso para el animal, ya que puede calmar a su propio ritmo y acostumbrarse al tubo. Por otra parte, no se ve ninguna diferencia en el comportamiento durante el tiempo de aclimatación durante varias sesiones, lo que indica que una sesión extra para familiarizar al animal con el tubo y la cámara antes del experimento no es necesario. </li><li> Inicie el programa y definir los parámetros de estimulación (ver también ref 5.): Los estímulos consisten en tonos puros con diferentes fretensidad. El estímulo de sobresalto debe ser presentado con un nivel de presión de sonido lo suficientemente alto como para provocar una respuesta de sobresalto reproducible. En nuestro laboratorio utilizamos intensidad de 105 dB SPL (estímulo duración 6 ms 2 ms incluyendo coseno cuadrado subida y rampas de caída) para obtener respuestas de sobresalto en los jerbos de Mongolia. Los estímulos de prueba anteriores a los estímulos de sobresalto se presentan a diferentes frecuencias e intensidades en el rango a ser probado, por lo general por debajo de umbral de audición a niveles muy por encima del umbral y con frecuencias que cubren toda la gama audible de la especie. Frecuencia y duración de la respuesta de sobresalto y el estímulo de prueba se comparan en cada ensayo, el intervalo entre los estímulos entre sobresalto y estímulo de prueba se establece en 100 ms. Utilice por lo menos 15 repeticiones con intervalos interestímulo aleatorios de 10 ± 2,5 seg para cada frecuencia y la combinación de la intensidad de los estímulos de prueba (véase la figura 2A, izquierda). Estímulos de prueba posteriores se pueden presentar en cualquiera de los dos aleatorio o no funcionó-orden aleatorizado. Si usted está usando un enfoque no aleatorio (por ejemplo, un nivel de estímulo de prueba fijado para todas las frecuencias de prueba) dejar 5 minutos de recuperación entre series de estímulos diferentes. Observe que el umbral determinado absoluta dependerá de la aleatorización de los estímulos, pero posibles desplazamientos relativos de umbral no (por ejemplo después de un trauma acústico, cf. Ref. 5). </li><li> Antes de analizar los datos, eliminar datos de ensayos no válidos (por ejemplo, los ensayos en el animal presentadas antes del estímulo de sobresalto,. Véase la Figura 2B). </li><li> Dentro de una ventana de tiempo de la primera 50 ms después del estímulo de sobresalto, calcular la amplitud de la respuesta (de pico a pico entre la primera máximo para el primer mínimo de la respuesta) y respuesta de latencia (tiempo desde el inicio de la aparición de estímulo respuesta) de cada ensayo individual . </li><li> Montar un Boltzmann-función de los datos de amplitud de respuesta completa de un conjunto de frecuencias según la intensidad prestimulus válido para todos los singlensayos e. El punto de 50% de la 7-Boltzmann función indica el umbral de audición para esta frecuencia de estimulación. </li></ol> 3. Trauma acústico y cuantificación de la Discapacidad Auditiva <ol><li> Preparar ketamina-xilazina-anestesia con una mezcla de clorhidrato de ketamina: 96 mg / kg (ketamina-ratiopharm, Ratiopharm); clorhidrato de xilazina: 4 mg / kg (Rompun 2%, Bayer); sulfato de atropina: 1 mg / kg (Atropinsulfat, B. Braun Melsungen AG) y solución fisiológica de NaCl (Berlin-Chemie AG, Berlín) con una proporción de 9:1:2:8. </li><li> Inyectar al animal con 3 ml / kg de anestesia subcutánea. Espere hasta que el animal está profundamente anestesiados (aprox. 5 min, comprobar los reflejos, por ejemplo, utiliza el reflejo de retirada pedal). Para mantener la anestesia durante las mediciones, continuamente inyectar la solución anestésica a una velocidad de 3 ml / kg / h utilizando una bomba de jeringa. Control de signos vitales con equipo adecuado (por ejemplo, la respiración a través de la cámara) y mantener caliente el animal por placing sobre una almohadilla térmica. </li><li> Inducir un trauma acústico, por ejemplo, usando un tono alto puro: por ejemplo, 2 kHz a 115 dB SPL durante 75 min. </li><li> Después del final de trauma detener la bomba de jeringa y dejar que el animal despierto en una jaula de despertador en una almohadilla de calentamiento en un lugar tranquilo. Compruebe con regularidad durante la fase de despertar si los signos vitales son estables. Ponga el animal en su jaula sólo cuando esté completamente despierto. Deje que el animal recupere de la anestesia (por lo menos 2 días) y el resto en su jaula. </li><li> Realice 2,1 a 2,6 vez. Comparar los umbrales de audición antes y después del trauma acústico mediante el cálculo del porcentaje de pérdida auditiva para cada frecuencia. Tras el final de todos los experimentos sin dolor sacrificar al animal. </li></ol> 4. Prueba de Percepción acústica Phantom (tinnitus subjetivo) <ol><li> Realizar estas mediciones antes y después del trauma acústico. </li><li> Siga 2,1 a 2,2 si el animal no está ya en la configuración. </li><li> Un número de los paradigmas de estimulación puede ser utilizado para probar los roedores para tinnitus subjetivo. La relación en todos los aspectos es la prueba de la relevancia de un hueco o silencio en un ruido de fondo. Si el espacio es percibido por los animales, que puede ser utilizado como un estímulo de prueba para reducir una respuesta de sobresalto de forma análoga al procedimiento descrito en 2. Si el animal sufre de tinnitus (que es probable que desarrolle después de un trauma acústico), esta tinnitus se percibe en el hueco o silencio y por lo tanto hace que la brecha menos importante. El efecto de la diferencia en la respuesta de sobresalto en consecuencia será más débil en animales tinnitus comparación con los controles sanos (PPI reducida, cf. 8). Esta percepción se prueba con dos protocolos ligeramente diferentes. </li><li> En el primer paradigma tinnitus subjetivo se presenta aquí (. Figura 2A, centro, cf 9) utilizar los siguientes parámetros: intensidad de la estimulación de sonido 105 dB SPL sobresalto con frecuencias de 1 a 16 kHz en pasos de 1 octava, Stimulnosotros longitud de 6 ms 2 ms incluyendo coseno cuadrado subida y rampas de caída. Presentar un fondo de ruido blanco de 50 dB SPL durante el experimento, ya sea con o sin una brecha de 15 ms que precede al estímulo de sobresalto por 100 ms; presente al menos 15 ensayos para cada frecuencia y la brecha de la condición de entrada. Si se utiliza un enfoque no-aleatorio, dejar 5 minutos de recuperación entre las series de estímulos diferentes. El uso de diferentes frecuencias de estímulo de sobresalto le dará una estimación aproximada de la frecuencia percibida tinnitus. </li><li> Como segundo paradigma tinnitus subjetivo (Figura 2A, derecha) se pueden usar los siguientes parámetros de estimulación: la intensidad del sonido 105 dB SPL sobresalto, haga doble clic estímulo con 0,1 ms de duración por cada clic y 0,1 ms entre los clics, la segunda posición con la dirección invertida en comparación con el primero. Presentar un paso de banda filtró ruido de fondo de 50 dB SPL con una anchura gaussiana filtro de 0,5 octavas y frecuencias centrales van de 1 a 16 kHz en pasos de octava. Presente esta ei ruidother con o sin una brecha de 15 ms que precede al estímulo de sobresalto por 100 ms; presente al menos 15 ensayos para cada frecuencia y brecha condición. Si se utiliza un enfoque no-aleatorio, dejar 5 minutos de recuperación entre las series de estímulos diferentes. El uso de diferentes frecuencias centrales de paso de banda del ruido de fondo se dará una estimación aproximada de la frecuencia percibida tinnitus. </li><li> Siga 2,4 a 2,5; normalizar todos los datos adquiridos con los datos de referencia establecidos para cada frecuencia de prueba y cada condición de trauma, es decir, antes y después de un trauma acústico.. Esta referencia es la amplitud de la respuesta al estímulo de sobresalto tono puro sin ningún prestimulus (cf. 2,3). La frecuencia se determina por el tono puro o la frecuencia central de la banda de paso de ruido filtrada. Calcular la respuesta media de cada referencia y normalizar cada amplitud de la respuesta calculada dividiendo a través de su referencia. </li><li> Calcular PPI dividiendo las amplitudes de respuesta normalizadas de la conditio brechan a través de la media de la no-normalizado brecha condición de cada frecuencia de prueba. </li><li> Calcule el cambio de PPI después del trauma en porcentaje para cada frecuencia de prueba. </li></ol> Las respuestas de sobresalto de animales son fáciles de generar y analizar. Figura 2B proporciona una visión general de un resultado típico de un animal estimulado con un tono puro de 105 dB SPL sin prestimulus de 15 veces. La mayoría de los ensayos son ensayos válidos y no válidos son fáciles de reconocer (ensayos marcados por el rojo cuadrado). Las amplitudes y latencias de respuesta se calculan solamente a partir de ensayos válidos. Un cambio típico umbral de comportamiento se da en la Figura 3A. El audiograma de un animal ejemplar adquirido con el método descrito en 2 se administra antes (azul) y después (rojo) un trauma acústico en 2 kHz (área amarilla). Una pérdida de audición clara se muestra específicamente en 2 kHz. Las reacciones a una percepción subjetiva tinnitus puede servisto en la Figura 3B, las amplitudes de respuesta normalizada del mismo animal como anteriormente se muestran ejemplarmente para estimulaciones una octava por debajo y por encima del trauma como se describe en 4,5. La comparación de las respuestas a los estímulos con y sin espacio antes (azul) y después del trauma (rojo) permite una interpretación de una posible percepción tinnitus. Por debajo de la frecuencia de trauma no hay cambio de patrón de respuesta se puede encontrar, mientras que por encima del trauma el efecto de la diferencia desapareció después del trauma, lo que indica una mispercept a esta frecuencia. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/4433/4433fig1.jpg" /> Figura 1. Diagrama de flujo del programa utilizado para adquirir los umbrales conductuales y subjetivas de datos tinnitus. Tenga en cuenta que esta es sólo una versión simplificada del código de programa. Abreviaturas: GUI - Interfaz gráfica de usuario; ISI - intervalo entre estímulos. Figura 2. Auditivo de sobresalto respuesta (ASR) estímulos. A Esquemas de las tres diferentes protocolos de estimulación utilizado. Panel izquierdo: inhibición pre-pulso (PPI) de la ASR medida sin ningún estímulo puro tono de prueba antes (verde) el tono de sobresalto (rojo), el plazo de respuesta se representa en color azul. Panel Centro: Brecha / paradigma ruido con la presentación del estímulo de tono puro sobresalto de diferentes frecuencias en un fondo de ruido blanco. Panel derecho: Brecha / ruido paradigma con la presentación de estímulo de sobresalto clic en filtrado de paso de banda de fondo de diferentes frecuencias centrales B Ejemplos de respuestas de sobresalto auditivo de 15 ensayos grabados con el paradigma umbral sin prestimulus a 1 kHz de frecuencia de estimulación.. Tres ensayos se cuentan no válidos (cuadrados rojos) que el animal se movía ya antes del inicio de la estimulación. &lt;img alt = &quot;Figura 3&quot; src = &quot;/ files/ftp_upload/4433/4433fig3.jpg&quot; /&gt; Figura 3. Ejemplos de resultados de ASR en un animal. Un umbral conductual antes (azul) y después (rojo) el trauma acústico a 2 kHz (zona amarilla). Los umbrales se calculan a partir de las respuestas al protocolo PPI ASR modulada mediante la función de Boltzmann-punto de inflexión como valor umbral. Tenga en cuenta que la pérdida de la audición a los 2 kHz a cantidades más del 66%, mientras que farer lejos de la frecuencia de un trauma puede ver a menudo incluso mejoría de los umbrales auditivos B amplitudes de respuesta normalizados (círculos abiertos:. Pruebas individuales, círculos rellenos: medios, bigotes: desviación estándar) durante la estimulación con el espacio / ruido protocolo clic ASR (4,5) para 1 y 4 kHz frecuencias centrales. Las respuestas son ordenados para los ensayos sin y con vacío en el ruido antes y después del trauma a 2 kHz. Sólo a 4 kHz el efecto de la brecha desaparece después del trauma que indica una percepción subjetiva tinnitus alrededor de estefrecuencia.

<ol>
	<li>Brown, M., Irvine, D. R., Park, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perceptual+learning+on+an+auditory+frequency+discrimination+task+by+cats:+association+with+changes+in+primary+auditory+cortex.">Perceptual learning on an auditory frequency discrimination task by cats: association with changes in primary auditory cortex.</a> Cereb. Cortex. 14, 952-965 (2004).</li><li>Ohl, F. W., Scheich, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learning-induced+plasticity+in+animal+and+human+auditory+cortex.">Learning-induced plasticity in animal and human auditory cortex.</a> Curr. Opin. Neurobiol. 15, 470-477 (2005).</li><li>Koch, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neurobiology+of+startle.">The neurobiology of startle.</a> Prog. Neurobiol. 59, 107-128 (1999).</li><li>Larrauri, J., Schmajuk, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prepulse+inhibition+mechanisms+and+cognitive+processes:+a+review+and+model.">Prepulse inhibition mechanisms and cognitive processes: a review and model.</a> EXS. 98, 245-278 (2006).</li><li>Walter, M., Tziridis, K., Ahlf, S., Schulze, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Context+dependent+auditory+thresholds+determined+by+brainstem+audiometry+and+prepulse+inhibition+in+Mongolian+gerbils.">Context dependent auditory thresholds determined by brainstem audiometry and prepulse inhibition in Mongolian gerbils.</a> Open Journal of Acoustics. 2, 34-49 (2012).</li><li>Gaese, B. H., Nowotny, M., Pilz, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustic+startle+and+prepulse+inhibition+in+the+Mongolian+gerbil.">Acoustic startle and prepulse inhibition in the Mongolian gerbil.</a> Physiol. Behav. 98, 460-466 (2009).</li><li>Fechter, L. D., Sheppard, L., Young, J. S., Zeger, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensory+threshold+estimation+from+a+continuously+graded+response+produced+by+reflex+modification+audiometry.">Sensory threshold estimation from a continuously graded response produced by reflex modification audiometry.</a> J. Acoust. Soc. Am. 84, 179-185 (1988).</li><li>Turner, J. G., Parrish, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gap+detection+methods+for+assessing+salicylate-induced+tinnitus+and+hyperacusis+in+rats.">Gap detection methods for assessing salicylate-induced tinnitus and hyperacusis in rats.</a> Am. J. Audiol. 17, 185-192 (2008).</li><li>Campeau, S., Davis, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fear+potentiation+of+the+acoustic+startle+reflex+using+noises+of+various+spectral+frequencies+as+conditioned+stimuli.">Fear potentiation of the acoustic startle reflex using noises of various spectral frequencies as conditioned stimuli.</a> Animal Learning &#38; Behavior. 20, 177-186 (1992).</li><li>Young, J. S., Fechter, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reflex+inhibition+procedures+for+animal+audiometry:+a+technique+for+assessing+ototoxicity.">Reflex inhibition procedures for animal audiometry: a technique for assessing ototoxicity.</a> J. Acoust. Soc. Am. 73, 1686-1693 (1983).</li><li>Turner, J. G., Brozoski, T. J., Bauer, C. A., Parrish, J. L., Myers, K., Hughes, L. F., Caspary, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gap+detection+deficits+in+rats+with+tinnitus:+a+potential+novel+screening+tool.">Gap detection deficits in rats with tinnitus: a potential novel screening tool.</a> Behav. Neurosci. 120, 188-195 (2006).</li><li>Turner, J., Larsen, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+between+noise+exposure+stimulus+properties+and+tinnitus+in+rats:+Results+of+a+12-month+longitudinal+study.">Relationship between noise exposure stimulus properties and tinnitus in rats: Results of a 12-month longitudinal study.</a> ARO. Abs. 594, (2012).</li><li>Turner, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+measures+of+tinnitus+in+laboratory+animals.">Behavioral measures of tinnitus in laboratory animals.</a> Prog. Brain Res. 166, 147-156 (2007).</li><li>Engineer, N. D., Riley, J. R., Seale, J. D., Vrana, W. A., Shetake, J. A., Shetake, J. A., Sudanagunta, S. P., Borland, M. S., Kilgard, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversing+pathological+neural+activity+using+targeted+plasticity.">Reversing pathological neural activity using targeted plasticity.</a> Nature. 470, 101-104 (2011).</li></ol>

No hay conflictos de interés declarado.

Se presenta una configuración barata y fácil de construir para mediciones audiométricas en roedores basa en la inhibición pre-pulso de respuestas de sobresalto acústicas que pueden ser utilizados para determinar los umbrales conductuales de audición (= audiogramas 10) y auditivas perceptos fantasma como tinnitus subjetivo 11. Especialmente las últimas mediciones están en el foco de varios informes recientes 8,12,13,14 y puede ser visto como un requisito previo para las investigac...

a low cost setup for behavioral audiometry in rodents

En la investigación auditiva animal, es crucial disponer de información precisa sobre los parámetros básicos de la audición de los sujetos animales que están implicadas en los experimentos. Dichos parámetros pueden ser las características fisiológicas de respuesta de la vía auditiva, por ejemplo, a través de la audiometría del tronco cerebral (BERA). Sin embargo, estos métodos permiten extrapolaciones sólo indirecta e incierta acerca de la percepción auditiva que corresponde a estos parámetros fisiológicos. Para evaluar el nivel de percepción de la audición, los métodos de comportamiento tienen que ser utilizados. Un problema potencial con el uso de los métodos de comportamiento para la descripción de la percepción en modelos animales es el hecho de que la mayoría de estos métodos implican algún tipo de paradigma de aprendizaje antes de que los sujetos pueden ser comportamiento probado, por ejemplo, animales que tenga que aprender a presionar una palanca en respuesta a un sonido. A medida que estos cambios percepción paradigmas de aprendizaje en sí que por consiguiente 1,2 influirá sobre cualquier resultado obtenido con la percepciónestos métodos y por lo tanto deben ser interpretados con precaución. Las excepciones son los paradigmas que hacen uso de las respuestas reflejas, porque aquí no hay paradigmas de aprendizaje tienen que llevarse a cabo antes de la prueba perceptiva. Una respuesta refleja tal es la respuesta de sobresalto acústico (ASR) que pueden ser altamente reproducible suscitado inesperadas con los sonidos fuertes en los animales no tratados. Esta ASR a su vez puede estar influenciada por sonidos anterior en función de la perceptibilidad de este estímulo anterior: Suena muy por encima de umbral de audición completamente inhibir la amplitud de la ASR; suena cerca de umbral sólo ligeramente inhiben la ASR. Este fenómeno se denomina pre-pulso de inhibición (PPI) 3,4, y la cantidad de PPI en la ASR gradualmente depende de la perceptibilidad del pre-pulso. PPI de la ASR está por lo tanto muy adecuado para determinar audiogramas de comportamiento en ingenuos, no entrenados los animales, para determinar problemas de audición o incluso para detectar posibles percepciones subjetivas tinnitus en estosanimales. En este trabajo se demuestra el uso de este método en un modelo de roedor (véase también la ref. 5), el jerbo de Mongolia (Meriones unguiculatus), que es un conocido especie modelo para la investigación de la respuesta de sobresalto dentro del rango de audición humana normal (por ejemplo, 6).

Watch this Scientific Journal Video about A Low Cost Setup for Behavioral Audiometry in Rodents at JoVE.com

A Low Cost Setup for Behavioral Audiometry in Rodents

Un método rápido y de bajo costo para la determinación del comportamiento de la audiencia parámetros como los umbrales de audición, discapacidad auditiva o percepciones fantasmas (tinnitus subjetivo) se describe. Utiliza pre-pulso de inhibición de la respuesta de sobresalto acústico y se puede implementar fácilmente en un ordenador personal mediante un AD programable / DA convertidor y un sensor piezoeléctrico.

Una instalación de Bajo Costo para audiometría conductual en roedores

In auditory animal research it is crucial to have precise information about basic hearing parameters of the animal subjects that are involved in the ...

a-low-cost-setup-for-behavioral-audiometry-in-rodents

Research

JoVE Journal

Neuroscience

12.6K vistas.  University of Erlangen-Nuremberg. Un método rápido y de bajo costo para la determinación del comportamiento de la audiencia parámetros como los umbrales de audición, discapacidad auditiva o percepciones fantasmas (tinnitus subjetivo) se describe. Utiliza pre-pulso de inhibición de la respuesta de sobresalto acústico y se puede implementar fácilmente en un ordenador personal mediante un AD programable / DA convertidor y un sensor piezoeléctrico.

Video: A Low Cost Setup for Behavioral Audiometry in Rodents

A General Method for Evaluating Incubation of Sucrose Craving in Rats

For someone on a food-restricted diet, food craving in response to food-paired cues may serve as a key behavioral transition point between abstinence and relapse to food taking 1. Food craving conceptualized in this way is akin to drug craving in response to drug-paired cues. A rich literature has been developed around understanding the behavioral and neurobiological determinants of drug craving; we and others have been focusing recently on translating techniques from basic addiction research to better understand addiction-like behaviors related to food 2-4.
As done in previous studies of drug craving, we examine sucrose craving behavior by utilizing a rat model of relapse. In this model, rats self-administer either drug or food in sessions over several days. In a session, lever responding delivers the reward along with a tone+light stimulus. Craving behavior is then operationally defined as responding in a subsequent session where the reward is not available. Rats will reliably respond for the tone+light stimulus, likely due to its acquired conditioned reinforcing properties 5. This behavior is sometimes referred to as sucrose seeking or cue reactivity. In the present discussion we will use the term "sucrose craving" to subsume both of these constructs.
In the past decade, we have focused on how the length of time following reward self-administration influences reward craving. Interestingly, rats increase responding for the reward-paired cue over the course of several weeks of a period of forced-abstinence. This "incubation of craving" is observed in rats that have self-administered either food or drugs of abuse 4,6. This time-dependent increase in craving we have identified in the animal model may have great potential relevance to human drug and food addiction behaviors.
Here we present a protocol for assessing incubation of sucrose craving in rats. Variants of the procedure will be indicated where craving is assessed as responding for a discrete sucrose-paired cue following extinction of lever pressing within the sucrose self-administration context (Extinction without cues) or as responding for sucrose-paired cues in a general extinction context (Extinction with cues).

Responding for food or drug-paired cues increases over the course of a period of abstinence and this may relate to an increased susceptibility to relapse behaviors. Here we detail a procedure for evaluating this "incubation of craving" in rats that have self-administered sucrose.

Un método general para la evaluación de incubación de sacarosa en ratas Deseo

For someone on a food-restricted diet, food craving in response to food-paired cues may serve as a key behavioral transition point between abstinence and ...

Investigación

Neurociencias

Large-scale Recording of Neurons by Movable Silicon Probes in Behaving Rodents

A major challenge in neuroscience is linking behavior to the collective activity of neural assemblies. Understanding of input-output relationships of neurons and circuits requires methods with the spatial selectivity and temporal resolution appropriate for mechanistic analysis of neural ensembles in the behaving animal, i.e. recording of representatively large samples of isolated single neurons. Ensemble monitoring of neuronal activity has progressed remarkably in the past decade in both small and large-brained animals, including human subjects1-11. Multiple-site recording with silicon-based devices are particularly effective because of their scalability, small volume and geometric design.
Here, we describe methods for recording multiple single neurons and local field potential in behaving rodents, using commercially available micro-machined silicon probes with custom-made accessory components. There are two basic options for interfacing silicon probes to preamplifiers: printed circuit boards and flexible cables. Probe supplying companies (<a href="http://www.neuronexustech.com/" >http://www.neuronexustech.com/</a>; <a href="http://www.sbmicrosystems.com/">http://www.sbmicrosystems.com/</a>; <a href="http://www.acreo.se/">http://www.acreo.se/</a>) usually provide the bonding service and deliver probes bonded to printed circuit boards or flexible cables. Here, we describe the implantation of a 4-shank, 32-site probe attached to flexible polyimide cable, and mounted on a movable microdrive. Each step of the probe preparation, microdrive construction and surgery is illustrated so that the end user can easily replicate the process.

We describe methods for large-scale recording of multiple single units and local field potential in behaving rodents with silicon probes. Drive fabrication, probe attachment to the drive and probe implantation processes are illustrated in sufficient details for easy replication.

A gran escala de grabación de las neuronas por medio de sondas de silicio móviles en comportarse roedores

A major challenge in neuroscience is linking behavior to the collective activity of neural assemblies. Understanding of input-output relationships of ...

A Lightweight, Headphones-based System for Manipulating Auditory Feedback in Songbirds

Experimental manipulations of sensory feedback during complex behavior have provided valuable insights into the computations underlying motor control and sensorimotor plasticity1. Consistent sensory perturbations result in compensatory changes in motor output, reflecting changes in feedforward motor control that reduce the experienced feedback error. By quantifying how different sensory feedback errors affect human behavior, prior studies have explored how visual signals are used to recalibrate arm movements2,3 and auditory feedback is used to modify speech production4-7. The strength of this approach rests on the ability to mimic naturalistic errors in behavior, allowing the experimenter to observe how experienced errors in production are used to recalibrate motor output.
Songbirds provide an excellent animal model for investigating the neural basis of sensorimotor control and plasticity8,9. The songbird brain provides a well-defined circuit in which the areas necessary for song learning are spatially separated from those required for song production, and neural recording and lesion studies have made significant advances in understanding how different brain areas contribute to vocal behavior9-12. However, the lack of a naturalistic error-correction paradigm - in which a known acoustic parameter is perturbed by the experimenter and then corrected by the songbird - has made it difficult to understand the computations underlying vocal learning or how different elements of the neural circuit contribute to the correction of vocal errors13.
The technique described here gives the experimenter precise control over auditory feedback errors in singing birds, allowing the introduction of arbitrary sensory errors that can be used to drive vocal learning. Online sound-processing equipment is used to introduce a known perturbation to the acoustics of song, and a miniaturized headphones apparatus is used to replace a songbird's natural auditory feedback with the perturbed signal in real time. We have used this paradigm to perturb the fundamental frequency (pitch) of auditory feedback in adult songbirds, providing the first demonstration that adult birds maintain vocal performance using error correction14. The present protocol can be used to implement a wide range of sensory feedback perturbations (including but not limited to pitch shifts) to investigate the computational and neurophysiological basis of vocal learning.

We describe the design and assembly of miniaturized headphones suitable for replacing a songbird&#x2019;s natural auditory feedback with a manipulated acoustic signal. Online sound processing hardware is used to manipulate song output, introduce real-time errors in auditory feedback via the headphones, and drive vocal motor learning.

Un peso ligero, Auriculares basada Sistema de Manipulación de retroalimentación auditiva en Songbirds

Experimental manipulations of sensory feedback during complex behavior have provided valuable insights into the computations underlying motor control and ...

Recording and Analysis of Circadian Rhythms in Running-wheel Activity in Rodents

When rodents have free access to a running wheel in their home cage, voluntary use of this wheel will depend on the time of day1-5. Nocturnal rodents, including rats, hamsters, and mice, are active during the night and relatively inactive during the day. Many other behavioral and physiological measures also exhibit daily rhythms, but in rodents, running-wheel activity serves as a particularly reliable and convenient measure of the output of the master circadian clock, the suprachiasmatic nucleus (SCN) of the hypothalamus. In general, through a process called entrainment, the daily pattern of running-wheel activity will naturally align with the environmental light-dark cycle (LD cycle; e.g. 12 hr-light:12 hr-dark). However circadian rhythms are endogenously generated patterns in behavior that exhibit a ~24 hr period, and persist in constant darkness. Thus, in the absence of an LD cycle, the recording and analysis of running-wheel activity can be used to determine the subjective time-of-day. Because these rhythms are directed by the circadian clock the subjective time-of-day is referred to as the circadian time (CT). In contrast, when an LD cycle is present, the time-of-day that is determined by the environmental LD cycle is called the zeitgeber time (ZT).
Although circadian rhythms in running-wheel activity are typically linked to the SCN clock6-8, circadian oscillators in many other regions of the brain and body9-14 could also be involved in the regulation of daily activity rhythms. For instance, daily rhythms in food-anticipatory activity do not require the SCN15,16 and instead, are correlated with changes in the activity of extra-SCN oscillators17-20. Thus, running-wheel activity recordings can provide important behavioral information not only about the output of the master SCN clock, but also on the activity of extra-SCN oscillators. Below we describe the equipment and methods used to record, analyze and display circadian locomotor activity rhythms in laboratory rodents.

Circadian rhythms in voluntary wheel-running activity in mammals are tightly coupled to the molecular oscillations of a master clock in the brain. As such, these daily rhythms in behavior can be used to study the influence of genetic, pharmacological, and environmental factors on the functioning of this circadian clock.

Registro y análisis de los ritmos circadianos en funcionamiento las ruedas Actividad en roedores

When rodents have free access to a running wheel in their home cage, voluntary use of this wheel will depend on the time of day1-5. Nocturnal rodents, ...

A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

Video tracking systems have been used widely to analyze Drosophila melanogaster movement and detect various abnormalities in locomotive behavior. While these systems can provide a wealth of behavioral information, the cost and complexity of these systems can be prohibitive for many labs. We have developed a low-cost assay for measuring locomotive behavior and seizure movement in D. melanogaster. The system uses a web-cam to capture images that can be processed using a combination of inexpensive and free software to track the distance moved, the average velocity of movement and the duration of movement during a specified time-span. To demonstrate the utility of this system, we examined a group of D. melanogaster mutants, the Bang-sensitive (BS) paralytics, which are 3-10 times more susceptible to seizure-like activity (SLA) than wild type flies. Using this novel system, we were able to detect that the BS mutant bang senseless (bss) exhibits lower levels of exploratory locomotion in a novel environment than wild type flies. In addition, the system was used to identify that the drug metformin, which is commonly used to treat type II diabetes, reduces the intensity of SLA in the BS mutants.

A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

Using a webcam and a combination of free and inexpensive software programs, locomotive patterns in Drosophila melanogaster can be analyzed to detect differences in the speed, distance, and time of various motor activities.

Un método de bajo costo para el Análisis convulsiva actividad y movimiento en<em&gt; Drosophila</em

Video tracking systems have been used widely to analyze Drosophila melanogaster movement and detect various abnormalities in locomotive behavior. While ...

High-density Electroencephalographic Acquisition in a Rodent Model Using Low-cost and Open-source Resources

Advanced electroencephalographic analysis techniques requiring high spatial resolution, including electrical source imaging and measures of network connectivity, are applicable to an expanding variety of questions in neuroscience. Performing these kinds of analyses in a rodent model requires higher electrode density than traditional screw electrodes can accomplish. While higher-density electroencephalographic montages for rodents exist, they are of limited availability to most researchers, are not robust enough for repeated experiments over an extended period of time, or are limited to use in anesthetized rodents.1-3 A proposed low-cost method for constructing a durable, high-count, transcranial electrode array, consisting of bilaterally implantable headpieces is investigated as a means to perform advanced electroencephalogram analyses in mice or rats.

Procedures for headpiece fabrication and surgical implantation necessary to produce high signal to noise, low-impedance electroencephalographic and electromyographic signals are presented. While the methodology is useful in both rats and mice, this manuscript focuses on the more challenging implementation for the smaller mouse skull. Freely moving mice are only tethered to cables via a common adapter during recording. One version of this electrode system that includes 26 electroencephalographic channels and 4 electromyographic channels is described below.

Instructions for the low-cost construction and surgical implantation of a chronic transcranial high-density electroencephalographic montage into mice are provided. Signal recording, extraction, and processing techniques are also described.

De alta densidad Electroencefalográfica Adquisición en un modelo de roedor Uso de recursos de bajo costo y de código abierto

Advanced electroencephalographic analysis techniques requiring high spatial resolution, including electrical source imaging and measures of network ...

The Power of Interstimulus Interval for the Assessment of Temporal Processing in Rodents

Temporal processing deficits have been implicated as a potential elemental dimension of higher-level cognitive processes, commonly observed in neurocognitive disorders. Despite the popularization of prepulse inhibition (PPI) in recent years, many current protocols promote using a percent of control measure, thereby precluding the assessment of temporal processing. The present study used cross-modal PPI and gap prepulse inhibition (gap-PPI) to demonstrate the benefits of employing a range of interstimulus intervals (ISIs) to delineate effects of sensory modality, psychostimulant exposure, and age. Assessment of sensory modality, psychostimulant exposure, and age reveals the utility of an approach varying the interstimulus interval (ISI) to establish the shape of the ISI function, including increases (sharper curve inflections) or decreases (flattening of the response amplitude curve) in startle amplitude. Additionally, shifts in peak response inhibition, suggestive of a differential sensitivity to the manipulation of ISI, are often revealed. Thus, the systematic manipulation of ISI affords a critical opportunity to evaluate temporal processing, which may reveal the underlying neural mechanisms involved in neurocognitive disorders.

Temporal processing, a preattentive process, may underlie deficits in higher-level cognitive processes, including attention, commonly observed in neurocognitive disorders. Using prepulse inhibition as an exemplar paradigm, we present a protocol for manipulating interstimulus interval (ISI) to establish the shape of the ISI function to provide an assessment of temporal processing.

El poder del Interstimulus intervalo para la evaluación de proceso Temporal en roedores

Temporal processing deficits have been implicated as a potential elemental dimension of higher-level cognitive processes, commonly observed in ...

Data Acquisition and Analysis In Brainstem Evoked Response Audiometry In Mice

Brainstem evoked response audiometry (BERA) is of central relevance in the clinical neurophysiology. As other evoked potential (EP) techniques, such as visually evoked potentials (VEPs) or somatosensory evoked potentials (SEPs), the auditory evoked potentials (AEPs) are triggered by the repetitive presentation of identical stimuli, the electroencephalographic (EEG) response of which is subsequently averaged resulting in distinct positive (p) and negative (n) deflections. In humans, both the amplitude and the latency of individual peaks can be used to characterize alterations in synchronization and conduction velocity in the underlying neuronal circuitries. Importantly, AEPs are also applied in basic and preclinical science to identify and characterize the auditory function in pharmacological and genetic animal models. Even more, animal models in combination with pharmacological testing are utilized to investigate for potential benefits in the treatment of sensorineural hearing loss (e.g., age- or noise-induced hearing deficits). Here we provide a detailed and integrative description of how to record auditory brainstem-evoked responses (ABRs) in mice using click and tone-burst application. A specific focus of this protocol is on pre-experimental animal housing, anesthesia, ABR recording, ABR filtering processes, automated wavelet-based amplitude growth function analysis, and latency detection.

Brainstem evoked response audiometry is an important tool in clinical neurophysiology. Nowadays, brainstem evoked response audiometry is also applied in the basic science and preclinical studies involving both pharmacological and genetic animal models. Here we provide a detailed description of how auditory brainstem responses can be successfully recorded and analyzed in mice.

Adquisición y análisis de datos en Brainstem Evocada Audiometría de Respuesta en Ratones

Brainstem evoked response audiometry (BERA) is of central relevance in the clinical neurophysiology. As other evoked potential (EP) techniques, such as ...

A Hydrophobic Tissue Clearing Method for Rat Brain Tissue

Hydrophobic tissue clearing methods are easily adjustable, fast, and low-cost procedures that allows for the study of a molecule of interest in unaltered tissue samples. Traditional immunolabeling procedures require cutting the sample into thin sections, which restricts the ability to label and examine intact structures. However, if brain tissue can remain intact during processing, structures and circuits can remain intact for the analysis. Previously established clearing methods take significant time to completely clear the tissue, and the harsh chemicals can often damage sensitive antibodies. The iDISCO method quickly and completely clears tissue, is compatible with many antibodies, and requires no special lab equipment. This technique was initially validated for the use in mice tissue, but the current protocol adapts this method to image hemispheres of control and transgenic rat brains. In addition to this, the present protocol also makes several adjustments to preexisting protocol to provide clearer images with less background staining. Antibodies for Iba-1 and tyrosine hydroxylase were validated in the HIV-1 transgenic rat and in F344/N control rats using the present hydrophobic tissue clearing method. The brain is an interwoven network, where structures work together more often than separately of one another. Analyzing the brain as a whole system as opposed to a combination of individual pieces is the greatest benefit of this whole brain clearing method.

Here we present a hydrophobic tissue clearing method that allows for the viewing of target molecules as part of intact brain structures. This technique has now been validated for F344/N control and HIV-1 transgenic rats of both sexes.

Un método de limpieza de tejido hidrófobo para el tejido cerebral de rata

Hydrophobic tissue clearing methods are easily adjustable, fast, and low-cost procedures that allows for the study of a molecule of interest in unaltered ...

A Rat Model of EcoHIV Brain Infection

It has been well studied that the EcoHIV infected mouse model is of significant utility in investigating HIV associated neurological complications. Establishment of the EcoHIV infected rat model for studies of drug abuse and neurocognitive disorders, would be beneficial in the study of neuroHIV and HIV-1 associated neurocognitive disorders (HAND). In the present study, we demonstrate the successful creation of a rat model of active HIV infection using chimeric HIV (EcoHIV). First, the lentiviral construct of EcoHIV was packaged in cultured 293 FT cells for 48 hours. Then, the conditional medium was concentrated and titered. Next, we performed bilateral stereotaxic injections of the EcoHIV-EGFP into F344/N rat brain tissue. One week after infection, EGFP fluorescence signals were detected in the infected brain tissue, indicating that EcoHIV successfully induces an active HIV infection in rats. In addition, immunostaining for the microglial cell marker, Iba1, was performed. The results indicated that microglia were the predominant cell type harboring EcoHIV. Furthermore, EcoHIV rats exhibited alterations in temporal processing, a potential underlying neurobehavioral mechanism of HAND as well as synaptic dysfunction eight weeks after infection. Collectively, the present study extends the EcoHIV model of HIV-1 infection to the rat offering a valuable biological system to study HIV-1 viral reservoirs in the brain as well as HAND and associated comorbidities such as drug abuse.

Here, we present a protocol to establish a new rat model of active HIV infection using chimeric HIV (EcoHIV), which is critical for enhancing our understanding of HIV-1 viral reservoirs in the brain and offering a system to study HIV-associated neurocognitive disorders and associated comorbidities (i.e., drug abuse).

Un modelo de rata de la infección cerebral EcoHIV

It has been well studied that the EcoHIV infected mouse model is of significant utility in investigating HIV associated neurological complications. ...