Een lichtgewicht, hoofdtelefoon-gebaseerd systeem voor het manipuleren van auditieve feedback in Zangvogels

Experimentele manipulaties van sensorische feedback tijdens complexe gedrag hebben waardevolle inzichten in de berekeningen die ten grondslag liggen motorische controle en sensomotorische plasticiteit ^1. Consistente zintuiglijke verstoringen leiden tot compenserende veranderingen in de uitgang van de motor, als gevolg van veranderingen in de feedforward motorbesturing dat de ervaren feedback fouten te verminderen. Door het kwantificeren hoe de verschillende sensorische feedback fouten menselijk gedrag kunnen beïnvloeden, hebben eerdere studies onderzocht hoe visuele signalen worden gebruikt om opnieuw te kalibreren armbewegingen ^2,3 en auditieve feedback wordt gebruikt om spraak productie ^vier-zeven wijzigen. De kracht van deze aanpak berust op het vermogen om naturalistische fouten in gedrag na te bootsen, waardoor de experimentator om te zien hoe ervaren fouten in productie worden gebruikt om motorvermogen kalibreren.

Zangvogels zorgen voor een uitstekende diermodel voor onderzoek naar de neurale basis van sensorimotorische controle en plasticiteit ^8,9 negen-twaalf om stemgedrag . Het ontbreken van een naturalistische foutcorrectie paradigma - waarin een bekende akoestische parameter wordt verstoord door de experimentator en gecorrigeerd met de Songbird - maakt het moeilijk de onderliggende berekeningen oefendoeleinden of hoe verschillende elementen van de neurale circuit dragen begrijpen om de correctie van vocale fouten ^13.

De hier beschreven techniek geeft de experimentator nauwkeurige controle over auditieve feedback fouten in zangvogels, die uitmondt in willekeurige sensorische fouten die kunnen worden gebruikt om oefendoeleinden rijden. Online sound-apparatuur wordt gebruikt om een ​​bekende storing introducerende akoestiek van zang, en een geminiaturiseerde hoofdtelefoon apparaat wordt gebruikt om natuurlijke auditieve een zangvogel van de feedback te vervangen door de verstoorde signaal in real time. We hebben gebruik gemaakt van deze paradigma om de fundamentele frequentie (toonhoogte) van de auditieve feedback bij volwassen zangvogels verstoren, het verstrekken van de eerste demonstratie dat volwassen vogels vocale prestaties te handhaven met behulp van foutcorrectie ^14. De huidige protocol kan worden gebruikt om een ​​breed scala van sensorische feedback verstoringen (met inbegrip van maar niet beperkt tot, pitch shift) uit te voeren om de computationele en neurofysiologische basis van vocale leren onderzoeken.