La pupilometría se puede utilizar para estimar umbrales complejos de reconocimiento de sonido, y combinado con otros métodos se puede utilizar para determinar los efectos de diversas formas de pérdida auditiva en esos umbrales. Esta técnica se puede utilizar para caracterizar datos de la misma modalidad de humanos y de animales no entrenados. Es relativamente fácil de configurar y mínimamente invasivo.
Las medidas de comportamiento y percepción son difíciles de obtener en modelos animales de pérdida auditiva. Este método es una forma de cuantificar comportamientos complejos de reconocimiento de sonido en animales. Como hacemos todos los experimentos de comportamiento animal, la paciencia es la clave.
Tómese el tiempo para aclimatar al animal a la configuración experimental. Mantenga las sesiones experimentales cortas y monitoree al animal de cerca. Para comenzar, monte un altavoz calibrado en la pared de la cámara atenuada de sonido a una altura igual a la posición donde se colocará el animal.
Para la entrega de estímulos de campo libre, coloque al animal en el recinto asegurándose de que no sean posibles movimientos corporales grandes y fije la cabeza del animal al marco rígido. Coloque un sensor piezoeléctrico debajo del recinto para detectar y registrar los movimientos de los animales. Luego coloque la cámara de imágenes de la pupila a una distancia de 25 centímetros del ojo del sujeto.
Para configurar la bocanada de aire, use un soporte conectado a la mesa para colocar una punta de pipeta a unos 15 centímetros delante del hocico del animal. Conecte un tubo de silicona de unos tres milímetros de diámetro a la punta de la pipeta y conecte el tubo a un cilindro de aire regulado. Mantenga la presión de aire del cilindro entre 20 y 25 psi.
Y pase el tubo a través de una válvula de pellizco para controlar el tiempo y la duración de la inhalación de aire, utilizando un relé controlado por computadora. Ilumine el ojo con una matriz de LED infrarrojos colocada a unos 10 centímetros de distancia. Utilice iluminación LED blanca a una intensidad de alrededor de 2000 candelas por metro cuadrado para iluminar el ojo fotografiado y llevar el diámetro de la pupila de referencia a alrededor de 3,5 milímetros.
Abra el software de adquisición de pupilas y adquiera el video de la pupila utilizando una cámara con una lente de 16 milímetros con una resolución espacial de un ángulo visual de 0,15 grados y un filtro infrarrojo colocado a una distancia de 25 centímetros del ojo fotografiado. Asegúrese de que el ojo esté centrado en el área de la imagen. Regula la apertura y el enfoque de la cámara, así como el nivel IR hasta que el contorno de la pupila fotografiada esté bien enfocado.
En el software de adquisición de alumnos, defina el área de interés que contiene la pupila seleccionando un área rectangular con el ratón. A continuación, utilice el panel de controles para ajustar el brillo y el contraste del vídeo adquirido. Establezca la densidad de escaneo en cinco y ajuste el umbral de modo que el ajuste de la elipse coincida estrechamente con el contorno de la pupila en el video.
Usando el software del procesador de interfaz neuronal, adquiera y guarde la señal analógica del diámetro de la pupila o la traza PD, la traza de voltaje del sensor piezoeléctrico que registra el movimiento, los tiempos de entrega del estímulo y los tiempos de entrega de la inhalación de aire. Seleccione ocho ejemplares diferentes de vocalizaciones de conejillos de indias de longitudes similares de dos categorías diferentes de vocalizaciones. Por ejemplo, llamadas y llamadas de gemidos.
Una categoría servirá como estímulos estándar y la otra categoría servirá como estímulos extraños o desviados. Para generar estímulos estándar y desviados de un segundo de duración incrustados en el ruido a diferentes niveles de relación señal-ruido o SNR, agregue ruido blanco de igual duración a las llamadas. El rango de SNR muestreadas en este experimento está entre menos 24 y más 40 decibelios.
Para cada sesión, prepare una secuencia de presentación de estímulos pseudoaleatorios que contenga estímulos estándar superiores al 90% del tiempo. Asegúrese de que entre estímulos desviados haya al menos 20 a 40 ensayos con estímulos estándar. Utilice una intensidad de estímulo fija para todas las presentaciones de estímulo.
Presentar los estímulos con alta regularidad temporal. Para mantener el compromiso del animal con los estímulos y minimizar la habituación, opcionalmente dar una breve bocanada de aire después del estímulo desviado. Asegúrese de que el inicio de la inhalación de aire esté suficientemente separado de la duración del estímulo para que el estímulo evoque respuestas de dilatación de la pupila.
Alcanza un pico antes de que la inhalación de aire induzca artefactos de parpadeo. Ejecute el código pupil_avg_JOVE_m y seleccione el archivo de datos de una sola sesión en el cuadro de diálogo emergente para realizar la detección de movimiento y la exclusión de prueba para cada sesión. Luego ejecute el mismo código y seleccione todos los archivos de datos que se analizarán en el cuadro de diálogo emergente.
Para eliminar los artefactos de parpadeo de los ojos, preprocese los datos y obtenga la dilatación promedio de la pupila a cada estímulo a lo largo de las sesiones. Promedie los cambios en el diámetro de la pupila evocados por estímulos para cada condición de estímulo a través de sesiones dentro de cada animal y luego a través de animales para generar la respuesta media de dilatación de la pupila a cada condición de estímulo. Concatenar verticalmente todas las salidas del código pupil_avg_JOVE.
m o todos los animales de sesiones, SNR y atenuaciones para construir una matriz que contenga las columnas, ID de animal, SNR, nivel de sonido y valores de diámetro de pupila. Para cada SNR, trace los pesos correspondientes a la intersección para visualizar los resultados. Haga lo mismo para los términos lineales y cuadráticos.
Coloque todo el porcentaje sabio de sesión de ensayos con cambios significativos en la pupila en cada célula de una matriz de células donde las células están dispuestas de SNR menor a mayor. Usando el código pupil_threshold_estimate_JOVE_m, estime el umbral de categorización de ruido de llamada. Las respuestas promedio de la pupila de tres animales se muestran en esta figura.
Las respuestas medias de la pupila a los estímulos de quejido estándar están representadas por la línea azul y el sombreado corresponde a más menos un error estándar de la media. Las líneas grises y el sombreado corresponden a la media y más menos un error estándar de la media de las respuestas de la pupila evocado por estímulos desviados. La intensidad del sombreado de grises corresponde a SNR.
La línea verde y el sombreado corresponden a la traza media de la pupila en el umbral SNR. La línea vertical roja corresponde al inicio del estímulo. La línea vertical naranja corresponde al inicio de la sopla de aire y las líneas discontinuas verde azulado corresponden a la ventana GCA.
La función psicométrica ajustada al porcentaje de ensayos con cambios significativos en el diámetro de la pupila provocados por el estímulo desviado en función de la SNR se muestra en esta figura. Los bigotes corresponden a más menos un error estándar de media. Tenga en cuenta que el 50% del máximo se alcanza a aproximadamente menos 20 decibelios SNR.
Los datos adquiridos de alta calidad, es importante aclimatar bien al animal a la configuración experimental y mantener condiciones de eliminación constantes. Mantenga la sesión de experimento corta para minimizar la habitación del animal a los estímulos desviados. El EEG, o registros electrofisiológicos combinados con pupilometría generaría información adicional sobre los déficits neuronales, subyacentes a los déficits de categorización de llamada en ruido en animales con discapacidad auditiva.
