Este trabalho foi financiado pelo Centro Interdisciplinar de Pesquisa Clínica (IZKF, projeto E7) no Hospital Universitário da Universidade de Erlangen-Nuremberg.

1. Instalação Montagem e programação de software <ol><li> Instale um D / A placa em um computador pessoal (por exemplo: NI PCI 6229, a National Instruments) e conectá-lo a uma fuga de caixa (por exemplo: BNC-2110, a National Instruments), ambos devem suportar pelo menos uma entrada e um canal de saída com uma taxa de amostragem de, pelo menos, 44,1 kHz cada. </li><li> Conecte a saída da fuga caixa-via cabo BNC a um amplificador de som (por exemplo: AMP75 amplificador de potência de banda larga, Thomas Wulf). </li><li> Instalar uma webcam infravermelho (por exemplo: Pro Câmera IP Grande, Grandtec Electronics) para a vigilância animal na escuridão. </li><li> Instalar um ambiente de desenvolvimento integrado (por exemplo: Matlab) para implementar um programa definido pelo fluxograma apresentado na Figura 1. Uma versão em execução no Matlab 2007b pode ser obtido, gratuitamente, a partir do autor correspondente. </li><li> Dentro de uma câmara à prova de som de um altifalante instalar sobre uma mesa. Conecte o alto-falante to o amplificador de som. </li><li> Instalar um sensor piezo (por exemplo sensor força FSG15N1A, Honeywell) em cima de uma placa isolante, apoiá-lo com poder e conectá-lo via cabo BNC à entrada da fuga box; sinal de terra do sensor. </li><li> Construir uma câmara de medição a partir de um tubo de vidro acrílico ajustado para o tamanho do roedor para medir (por exemplo gerbils: comprimento 15 cm, diâmetro interior 4,3 cm de diâmetro externo 4,8 cm). Fixar uma grelha com uma largura de malha de 0,5 mm para a frente do tubo e uma porta almofadada com um mecanismo de bloqueio (por exemplo, um gancho) para a parte traseira. A fixação pode ser feita com cola quente, para a única porta de dobradiça e o prendedor para o gancho é fixado ao tubo. </li><li> Anexar pés de espuma de plástico que se encaixam as dimensões do tubo de medição na placa do sensor de isolamento. Pés devem apoiar o tubo ao longo da extremidade frontal e traseira e levante o tubo para o nível do sensor. Certifique-se de que não há contato entre o sensor de luz piezo e da câmara de medição. </li&gt; <li> Fixar a placa do sensor com a câmara de medição centrado na frente do falante e colocar um microfone para controle de som próximo a ele (por exemplo, B &amp; Type K 2669 / B &amp; K Tipo 4190 ligado ao amplificador de medição B &amp; K Tipo 2610, todos: Bruel e Kjaer) no nível da cabeça dos animais, de modo que ele não está a interferir com o tubo. </li><li> Note que a qualidade de seus dados audiométricos dependerá da qualidade do seu sistema de som. Em qualquer caso, usar o microfone e amplificador de medição para determinar a função de transferência de freqüência de seu sistema antes de suas primeiras experiências e incluem uma rotina em seu software para corrigir esta função de transferência de frequência para fazer a saída espectral de seu apartamento alto-falante. </li><li> Alinhe a webcam com a configuração para que se possa monitorar o comportamento do animal. </li></ol> 2. Determinação do comportamento de limiares auditivos (audiogramas) <ol><li> Levar o animal de sua gaiola para casa e colocá-lo de cabeça no tubo; cperder a porta. </li><li> Colocar o tubo sobre os pés de espuma e o sensor. Desligue toda a luz e feche a porta para a câmara. A câmara de ar em si não é condicionado, mas tem a temperatura, humidade e outras variáveis ​​de ambiente do laboratório circundante. A mudança de ar por ventiladores não é aconselhável devido ao ruído induzido mas o volume da câmara está a apoiar o oxigénio para o animal durante muitas horas. Aguarde 15 minutos para permitir que o animal se acostumar com a configuração. O tempo de aclimatação é benéfico para o animal, pois ele pode se acalmar em seu próprio ritmo e se acostumar com o tubo. Por outro lado, não se vê qualquer diferença no comportamento durante o tempo de aclimatação durante vários sessão, o que indica que uma sessão extra para familiarizar o animal com o tubo e a câmara antes da experiência não é necessária. </li><li> Inicie o programa e definir os parâmetros para a estimulação (cf. também ref 5.): Estímulos consistem em tons puros com diferentes frecias. O estímulo de sobressalto deve ser apresentado com um nível de pressão sonora suficientemente elevado para induzir uma resposta reprodutível de sobressalto. Em nosso laboratório utilizamos intensidades de 105 dB SPL (estímulo duração de 6 ms incluindo 2 ms aumento cosseno-quadrado e rampas de queda) para obter respostas de sobressalto em gerbilos da Mongólia. Os estímulos de teste que precedem os estímulos são apresentados sobressalto em diferentes frequências e intensidades no intervalo a ser testado, geralmente a partir de baixo limiar auditivo para níveis bem acima do limiar, com frequências que cobrem toda a gama audível da espécie. Freqüência e duração do susto e do estímulo de teste são combinadas em cada ensaio, o intervalo entre interstimulus sobressalto e estímulo de teste é definido para 100 ms. Utilizar pelo menos 15 repetições com intervalos interstimulus randomizados de 10 ± 2,5 seg para cada combinação de frequência e intensidade dos estímulos de teste (cf. Figura 2A, à esquerda). Estímulos de teste subsequentes podem ser apresentadas em qualquer randomizados ou não-ranfim randomizado. Se você estiver usando uma abordagem não-randomizado (por exemplo, um nível de estímulo teste fixada para todas as freqüências testadas) permitir que 5 min de recuperação entre as séries de estímulos diferentes. Note-se que o limiar determinado absoluta dependerá da aleatorização dos estímulos, mas possíveis deslocamentos relativos de limiar não (por exemplo, após trauma acústico, cf. Ref. 5). </li><li> Antes de analisar os dados, remover ensaios inválidos de conjunto de dados (por exemplo, ensaios em que o animal se movia antes do estímulo; sobressalto. Cf Figura 2B). </li><li> Dentro de uma janela de tempo do primeiro 50 ms após o estímulo de sobressalto, calcular a amplitude de resposta (pico a pico entre o primeiro máximo para o primeiro mínimo de resposta) e latência de resposta (tempo desde o início do estímulo até ao início da resposta) de cada ensaio individual . </li><li> Montar um Boltzmann-função com os dados de resposta completa amplitude definidos de uma freqüência classificados para prestimulus intensidade para todos singl válidoensaios e. O ponto de 50% dos 7 Boltzmann-função indica o limiar auditivo para esta freqüência de estimulação. </li></ol> 3. Trauma acústico e Quantificação de Deficiência Auditiva <ol><li> Prepare cetamina-xilazina anestesia com uma mistura de cloridrato de cetamina: 96 mg / kg (Ketamina ratiopharm Ratiopharm); cloridrato de xilazina: 4 mg / kg (Rompun 2%, Bayer), sulfato de atropina 1 mg / kg (Atropinsulfat, B. Braun Melsungen AG) e de solução de NaCl fisiológica (Berlin-Chemie AG, Berlim), com uma proporção de 9:1:2:8. </li><li> Injectar o animal com 3 ml / kg de anestesia por via subcutânea. Aguarde até que o animal é anestesiado profundamente (cerca de 5 min, verificar reflexos, por exemplo, usar o reflexo de retirada do pedal). Para manter a anestesia, durante as medições, continuamente injectar a solução de anestésico a um ritmo de 3 ml / kg / hr usando uma bomba de seringa. Controlar os sinais vitais com equipamento adequado (por exemplo, respirando através de câmera) e manter a quente animal por placing-lo em uma almofada de aquecimento. </li><li> Induzem um trauma acústico, por exemplo, usando um tom alto pura: 2 kHz por exemplo, em 115 dB SPL durante 75 minutos. </li><li> Após o fim do trauma parar a bomba de seringa e deixar o animal desperto em uma gaiola de despertar numa almofada de aquecimento para um local silencioso. Verifique regularmente durante a fase de despertar, se os sinais vitais estão estáveis. Colocar o animal em sua gaiola para casa apenas quando ele está completamente acordado. Deixe o animal recuperar da anestesia (em menos de 2 dias) e de descanso, na sua gaiola de origem. </li><li> Executar 2,1-2,6 novamente. Comparar os limiares auditivos antes e depois do trauma acústico, calculando o percentual de perda de audição em cada freqüência. Após o final de todas as experiências de forma indolor eutanásia do animal. </li></ol> 4. Teste para Percepção Fantasma Acústico (Subjetiva zumbido) <ol><li> Realizar estas medições antes e depois do trauma acústico. </li><li> Siga 2,1-2,2 se o animal já não está na configuração. </li><li> A number de paradigmas de estimulação pode ser utilizado para testar os roedores para o zumbido subjectiva. A proporção de todas estas abordagens é para testar a saliência de uma lacuna silenciosa dentro de um ruído de fundo. Se a folga é percebido pelos animais, ele pode ser usado como um estímulo de teste para reduzir a resposta de sobressalto forma análoga ao processo descrito em 2. Se o animal sofre de zumbido (que é susceptível de se desenvolver após trauma acústico), este zumbido será percebido dentro da abertura silenciosa e, por conseguinte, faz com que a abertura inferior saliente. O efeito da diferença da resposta de sobressalto consequentemente vai ser mais fraco em comparação com os animais do zumbido controles saudáveis ​​(PPI reduzida, cf. 8). Esta percepção é testada com dois protocolos ligeiramente diferentes. </li><li> No paradigma zumbido primeiro subjetiva apresentado aqui (. Figura 2A, centro, cf 9) utilize os seguintes parâmetros para a estimulação: intensidade de som de sobressalto 105 dB SPL com freqüências de 1 a 16 kHz em passos de 1 oitava, Stimulnos comprimento de 6 ms incluindo 2 ms aumento cosseno-quadrado e rampas de queda. Apresentar um ruído de fundo branco de 50 dB SPL durante a experiência, com ou sem um intervalo ms 15 que precede o estímulo de sobressalto em 100 ms; presente em pelo menos 15 ensaios para cada frequência e intervalo condicionado. Se estiver usando uma abordagem não-randomizado, permitir que 5 min de recuperação entre os conjuntos de estímulos diferentes. Utilização de diferentes freqüências de estímulo sobressalto vai dar uma estimativa aproximada da frequência do zumbido percebido. </li><li> Como paradigma zumbido segunda subjetiva (Figura 2, à direita) você pode usar os seguintes parâmetros de estimulação: intensidade do som de sobressalto 105 dB SPL, clique duas vezes estímulo com 0,1 ms de duração por clique e 0,1 ms entre os cliques, o segundo clique com o sentido invertido em comparação com o primeiro. Apresentar uma passagem de banda de ruído de fundo de filtrado 50 dB SPL, com uma largura de filtro gaussiano 0,5 oitavas e frequências centrais variam de 1 a 16 kHz em incrementos de uma oitava. Apresentar esta ei ruídother com ou sem um intervalo ms 15 que precede o estímulo de sobressalto em 100 ms; presente em pelo menos 15 ensaios para cada frequência e intervalo condicionado. Se estiver usando uma abordagem não-randomizado, permitir que 5 min de recuperação entre os conjuntos de estímulos diferentes. Utilização de frequências centrais diferentes do ruído de fundo banda vai dar uma estimativa aproximada da frequência do zumbido percebido. </li><li> Siga 2,4-2,5; normalizar todos os dados adquiridos com um conjunto de dados de referência fixados para cada freqüência testada e cada condição de trauma, ou seja, antes e depois de um trauma acústico.. Esta referência é a amplitude da resposta ao estímulo de tom puro sem qualquer sobressalto prestimulus (cf. 2.3). A frequência é determinada tanto pelo tom puro ou a frequência central da passagem de banda do ruído filtrado. Calcula-se a resposta média de cada referência e normalizar cada amplitude de resposta calculado dividindo-se através da sua referência. </li><li> Calcular PPI dividindo as amplitudes de resposta normalizados da conditio lacunan através da média da condição nenhuma diferença normalizada de cada frequência testadas. </li><li> Calcule a variação PPI após o trauma em porcentagem para cada freqüência testada. </li></ol> As respostas de alarme de animais são fáceis de gerar e analisar. Figura 2B apresenta uma visão geral de um resultado típico de um animal estimulado com um tom puro de 105 dB SPL sem qualquer prestimulus por 15 vezes. A maioria dos estudos são ensaios válidos e inválidos são fáceis de reconhecer (ensaios marcados por quadrado vermelho). As amplitudes de resposta e latências são calculados apenas a partir de ensaios válidos. Uma mudança comportamental limiar típico é dado na Figura 3A. O audiograma de um animal exemplar adquirido com o método descrito no ponto 2 é dada antes (azul) e após (vermelho) um trauma acústico a 2 kHz (área amarela). A perda de audição clara é mostrado especificamente a 2 kHz. As respostas relacionadas com a percepção subjectiva zumbido pode servisto na Figura 3B, as amplitudes de resposta normalizados do mesmo animal tal como acima são mostrados exemplarmente para estimulações uma oitava abaixo e acima do trauma, tal como descrito em 4.5. A comparação das respostas a estímulos com e sem lacunas antes (azul) e depois do trauma (vermelho) permite a interpretação de uma possível percept zumbido. Abaixo da frequência de trauma sem alteração do padrão de resposta pode ser encontrada acima enquanto o trauma do efeito da diferença desapareceu após o trauma, o que indica uma mispercept a esta frequência. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/4433/4433fig1.jpg" /> Figura 1. Diagrama de fluxo do programa utilizado para adquirir os limiares comportamentais e dados subjetivos zumbido. Note-se que esta é apenas uma versão simplificada do código do programa. Abreviaturas: GUI - interface gráfica do usuário; ISI - intervalo de estímulo inter. Figura 2. Auditivas resposta de sobressalto (ASR) estímulos. A Esquemas de três diferentes protocolos de estimulação utilizada. Painel esquerdo: pulso pré-inibição (PPI) da ASR, medido sem qualquer estímulo puro tom de teste antes (verde) o tom de sobressalto (vermelho), o prazo de resposta é representado em azul. Painel central: gap / paradigma ruído com apresentação do estímulo puro tom de sobressalto de freqüências diferentes em um fundo de ruído branco. Painel direito: gap / ruído de paradigma com apresentação do estímulo clique em sobressalto banda filtrada fundo de frequências centrais diferentes respostas auditivas B exemplares sobressalto de 15 ensaios gravados com o paradigma limite sem qualquer prestimulus em uma freqüência de estimulação kHz.. Três ensaios são contados inválidos (quadrados vermelhos) como o animal se movia já antes do início da estimulação. &lt;img alt = &quot;Figura 3&quot; src = &quot;files/ftp_upload/4433/4433fig3.jpg /&quot; /&gt; Figura 3. Resultados exemplares de ASR em um animal. Um limiar Behavioral antes (azul) e após (vermelho) a trauma acústico, 2 kHz (área amarela). Os limiares são calculados a partir das respostas ao protocolo ASR PPI modulada usando a função-Boltzmann ponto de viragem como valor de limiar. Note-se que a perda auditiva em duas quantidades kHz para mais de 66%, enquanto farer longe da freqüência de um trauma, muitas vezes pode ver até mesmo melhora dos limiares auditivos B amplitudes de resposta normalizada (círculos abertos:. Ensaios individuais, círculos preenchidos: meios, bigodes: desvio padrão) durante a estimulação com o intervalo / ruído de clique ASR protocolo (4,5) para 1 e 4 kHz frequências centrais. As respostas são classificadas para os ensaios sem e com abertura no ruído antes e depois do trauma a 2 kHz. Apenas a 4 kHz o efeito da diferença desaparece após o trauma que indica uma percepção subjectiva zumbido em torno destafreqüência.

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	<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>

Não há conflitos de interesse declarados.

Nós apresentamos uma instalação fácil e barato de construir para medições audiométricos em roedores com base em pré-pulso de inibição de respostas de alarme acústicos que podem ser utilizados para determinar os limiares auditivos comportamentais (= audiogramas 10) e perceptos auditivas fantasma como zumbido subjetivo 11. Especialmente as medições posteriores estão no foco de vários relatórios recentes 8,12,13,14 e pode ser vista como um pré-requisito para as investigaç?...

a low cost setup for behavioral audiometry in rodents

Em pesquisas com animais auditivo é fundamental para ter informações precisas sobre os parâmetros básicos de audição dos sujeitos animais que estão envolvidos nos experimentos. Tais parâmetros podem ser características de resposta fisiológica da via auditiva, por exemplo, através de audiometria de tronco cerebral (BERA). Mas estes métodos permitem extrapolações apenas indiretos e incerto sobre a percepção auditiva que corresponde a esses parâmetros fisiológicos. Para avaliar o nível de percepção da audição, métodos comportamentais tem que ser utilizado. Um problema potencial com o emprego de métodos de comportamento para a descrição de percepção em modelos animais é o facto de a maioria destes métodos envolvem algum tipo de aprendizagem paradigma dos sujeitos antes podem ser testados comportamentalmente, por exemplo, animais podem ter de aprender a pressionar uma alavanca em resposta a um som. Como estes percepção aprender paradigmas de mudança em si 1,2, consequentemente irá influenciar qualquer resultado sobre a percepção obtida comestes métodos e, portanto, têm de ser interpretados com cautela. As exceções são paradigmas que fazem uso de respostas reflexas, porque aqui não há paradigmas de aprendizagem tem que ser realizada antes do teste de percepção. Uma resposta como reflexo é a resposta de sobressalto acústico (ASR), que pode ser altamente reprodutível provocou inesperados com sons altos em animais ingênuos. Este, por sua vez ASR pode ser influenciada pela anterior sons, dependendo da perceptibilidade deste estímulo precedente: Soa bem acima limiar auditivo irá inibir completamente a amplitude da ASR; soa perto de limiar será apenas ligeiramente inibir a ASR. Este fenómeno é chamado de pré-pulso de inibição (PPI) 3,4, e a quantidade de PPI no ASR gradualmente depende da perceptibilidade do pré-pulso. PPI da ASR é, portanto, bem adequado para determinar audiogramas comportamentais em ingênuos, não treinados animais, para determinar deficiências auditivas ou mesmo para detectar possíveis percepções subjetivas zumbido nestesanimais. Neste artigo é demonstrar a utilização deste método em um modelo de roedor (ver também ref. 5), o gerbilo da Mongólia (Meriones unguiculatus), que é um modelo bem conhecido para a pesquisa de espécies resposta de sobressalto dentro da gama de audição humana normal (por exemplo, 6).

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A Low Cost Setup for Behavioral Audiometry in Rodents

Um método rápido e barato para a determinação do comportamento de ouvir parâmetros como limiares auditivos, deficiência auditiva ou percepções fantasmas (zumbido subjetivo) é descrito. Ele utiliza pré-pulso de inibição da resposta de alarme acústico e pode ser facilmente implementado num computador pessoal, utilizando um programável AD / DA-conversor e um sensor piezo.

A configuração de Baixo Custo para audiometria comportamental em 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 ...

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

12.6K visualizações.  University of Erlangen-Nuremberg. Um método rápido e barato para a determinação do comportamento de ouvir parâmetros como limiares auditivos, deficiência auditiva ou percepções fantasmas (zumbido subjetivo) é descrito. Ele utiliza pré-pulso de inibição da resposta de alarme acústico e pode ser facilmente implementado num computador pessoal, utilizando um programável AD / DA-conversor e um sensor piezo.

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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.

Um método geral para a avaliação de Incubação de Craving Sacarose em Ratos

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 ...

Neurociência

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.

Em larga escala de gravação de Neurônios por sondas de silicone móveis em Comportando 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.

Um leve, sistema de fones baseado para manipular feedback auditivo em 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 e análise dos ritmos circadianos em Running rodas Atividade em 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.

Um método de baixo custo para análise de Apreensão-como atividade e movimento em<em&gt; Drosophila</em

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

A Human-machine-interface Integrating Low-cost Sensors with a Neuromuscular Electrical Stimulation System for Post-stroke Balance Rehabilitation

A stroke is caused when an artery carrying blood from heart to an area in the brain bursts or a clot obstructs the blood flow to brain thereby preventing delivery of oxygen and nutrients. About half of the stroke survivors are left with some degree of disability. Innovative methodologies for restorative neurorehabilitation are urgently required to reduce long-term disability. The ability of the nervous system to reorganize its structure, function and connections as a response to intrinsic or extrinsic stimuli is called neuroplasticity. Neuroplasticity is involved in post-stroke functional disturbances, but also in rehabilitation. Beneficial neuroplastic changes may be facilitated with non-invasive electrotherapy, such as neuromuscular electrical stimulation (NMES) and sensory electrical stimulation (SES). NMES involves coordinated electrical stimulation of motor nerves and muscles to activate them with continuous short pulses of electrical current while SES involves stimulation of sensory nerves with electrical current resulting in sensations that vary from barely perceivable to highly unpleasant. Here, active cortical participation in rehabilitation procedures may be facilitated by driving the non-invasive electrotherapy with biosignals (electromyogram (EMG), electroencephalogram (EEG), electrooculogram (EOG)) that represent simultaneous active perception and volitional effort. To achieve this in a resource-poor setting, e.g., in low- and middle-income countries, we present a low-cost human-machine-interface (HMI) by leveraging recent advances in off-the-shelf video game sensor technology. In this paper, we discuss the open-source software interface that integrates low-cost off-the-shelf sensors for visual-auditory biofeedback with non-invasive electrotherapy to assist postural control during balance rehabilitation. We demonstrate the proof-of-concept on healthy volunteers.

A novel low-cost human-machine interface for interactive post-stroke balance rehabilitation system is presented in this article. The system integrates off-the-shelf low-cost sensors towards volitionally driven electrotherapy paradigm. The proof-of-concept software interface is demonstrated on healthy volunteers.

A-máquina interface humana Integrando sensores de baixo custo com uma estimulação do sistema neuromuscular eléctrico para pós-AVC Reabilitação Balance

A stroke is caused when an artery carrying blood from heart to an area in the brain bursts or a clot obstructs the blood flow to brain thereby preventing ...

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 densidade Electroencefalografia Aquisição em um modelo de roedor Usando de baixo custo e de código aberto Recursos

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.

O poder do intervalo de Interstimulus para a avaliação do processamento Temporal em roedores

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

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.

Um método de limpeza de tecido hidrofóbico para tecido cerebral de rato

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).

Um modelo de rato de infecção cerebral ecohiv

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