Name: behavioral determination of stimulus pair discrimination of auditory acoustic and electrical stimuli using a classical conditioning and heart-rate approach
Uploaded: 2012-06-06T12:00:00
Duration: 10 min 50 s
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この研究のための資金は、ガーネットパスとロドニー·ウィリアムズ記念財団とラ·トローブ大学によって提供されました。

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	<li>Mauger, S. J., Shivdasani, M. N., Rathbone, G. D., Argent, R. E., Paolini, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+in+vivo+investigation+of+first+spike+latencies+in+the+inferior+colliculus+in+response+to+multichannel+penetrating+auditory+brainstem+implant+stimulation.">An in vivo investigation of first spike latencies in the inferior colliculus in response to multichannel penetrating auditory brainstem implant stimulation.</a> Journal of Neural Engineering. 7, 036004-036004 (2010).</li><li>Shivdasani, M. N., Mauger, S. J., Argent, R. E., Rathbone, G. D., Paolini, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inferior+colliculus+responses+to+dual-site+intralamina+stimulation+in+the+ventral+cochlear+nucleus.">Inferior colliculus responses to dual-site intralamina stimulation in the ventral cochlear nucleus.</a> J. Comp. Neurol. 518, 4226-4242 (2010).</li><li>Shivdasani, M. N., Mauger, S. J., Rathbone, G. D., Paolini, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inferior+colliculus+responses+to+multichannel+microstimulation+of+the+ventral+cochlear+nucleus:+Implications+for+auditory+brain+stem+implants.">Inferior colliculus responses to multichannel microstimulation of the ventral cochlear nucleus: Implications for auditory brain stem implants.</a> Journal of Neurophysiology. 99, 1-13 (2007).</li><li>Lenarz, M., Lim, H. H., Patrick, J. F., Anderson, D. J., Lenarz, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+Validation+of+a+Human+Prototype+Auditory+Midbrain+Implant+in+a+Guinea+Pig+Model.">Electrophysiological Validation of a Human Prototype Auditory Midbrain Implant in a Guinea Pig Model.</a> JARO. 7, 383-398 (2006).</li><li>Lim, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Auditory+Cortical+Responses+to+Electrical+Stimulation+of+the+Inferior+Colliculus:+Implications+for+an+Auditory+Midbrain+Implant.">Auditory Cortical Responses to Electrical Stimulation of the Inferior Colliculus: Implications for an Auditory Midbrain Implant.</a> Journal of Neurophysiology. 96, 975-988 (2006).</li><li>Otto, K. J., Rousche, P. J., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstimulation+in+auditory+cortex+provides+a+substrate+for+detailed+behaviors.">Microstimulation in auditory cortex provides a substrate for detailed behaviors.</a> Hearing research. 210, 112-117 (2005).</li><li>Gai, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+Tones+in+Reproducible+Noise+Maskers+by+Rabbits+and+Comparison+to+Detection+by+Humans.">Detection of Tones in Reproducible Noise Maskers by Rabbits and Comparison to Detection by Humans.</a> JARO. 8, 522-538 (2007).</li><li>Miller, C. A., Woodruff, K. E., Pfingst, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+responses+from+guinea+pigs+with+cochlear+implants.+I.+Electrophysiological+and+psychophysical+measures.">Functional responses from guinea pigs with cochlear implants. I. Electrophysiological and psychophysical measures.</a> Hearing Research. 92, 85-99 (1995).</li><li>Beitel, R. E., Vollmer, M., Snyder, R. L., Schreiner, C. E., Leake, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+and+neurophysiological+thresholds+for+electrical+cochlear+stimulation+in+the+deaf+cat.">Behavioral and neurophysiological thresholds for electrical cochlear stimulation in the deaf cat.</a> Audiology &#38; Neurotology. 5, 31-38 (2000).</li><li>Beitel, R. E., Snyder, R. L., Schreiner, C. E., Raggio, M. W., Leake, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+cochlear+stimulation+in+the+deaf+cat:+comparisons+between+psychophysical+and+central+auditory+neuronal+thresholds.">Electrical cochlear stimulation in the deaf cat: comparisons between psychophysical and central auditory neuronal thresholds.</a> J. Neurophysiol. 83, 2145-2162 (2000).</li><li>Vollmer, M., Beitel, R. E., Snyder, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Auditory+detection+and+discrimination+in+deaf+cats:+Psychophysical+and+neural+thresholds+for+intracochlear+electrical+signals.">Auditory detection and discrimination in deaf cats: Psychophysical and neural thresholds for intracochlear electrical signals.</a> Journal of Neurophysiology. 86, 2330-2343 (2001).</li><li>LeDoux, J. E., Cicchetti, P., Xagoraris, A., Romanski, L. 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+lateral+amygdaloid+nucleus:+sensory+interface+of+the+amygdala+in+fear+conditioning.">The lateral amygdaloid nucleus: sensory interface of the amygdala in fear conditioning.</a> Journal of Neuroscience. 10, 1062-1069 (1990).</li><li>McCreery, D. B., Yuen, T. G., Agnew, W. F., Bullara, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+characterization+of+the+effects+on+neuronal+excitability+due+to+prolonged+microstimulation+with+chronically+implanted+microelectrodes.">A characterization of the effects on neuronal excitability due to prolonged microstimulation with chronically implanted microelectrodes.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 44, 931-939 (1997).</li><li>Liu, X., McPhee, G., Seldon, H. L., Clark, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histological+and+physiological+effects+of+the+central+auditory+prosthesis:+surface+versus+penetrating+electrodes.">Histological and physiological effects of the central auditory prosthesis: surface versus penetrating electrodes.</a> Hearing Research. 114, 264-274 (1997).</li><li>Polikov, V. S., Tresco, P. A., Reichert, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Response+of+brain+tissue+to+chronically+implanted+neural+electrodes.">Response of brain tissue to chronically implanted neural electrodes.</a> Journal of Neuroscience Methods. 148, 1-18 (2005).</li></ol>

博士アントニオパオリーニは、タッカーデービステクノロジーズとNeuroNexusプローブのオーストラリア代理店のためのオーストラリア代表であるBioengenesis技術Pty Ltdのディレクターです。

テクニックは、このようにデータ処理に必要な研究時間を最小限に抑え、短いトレーニング時間で、急速に差別タスクの範囲をテストし、実質的な自動化を可能にするための手段を提供するここで説明する。移植心電図から得られたデータを、刺激提示のタイミングで心拍数（HR）の変化の計算を自動化することができます使用します。彼らは非常に短い期間のために明らかに心拍数の見かけ上大きな変化を生成し、そのような簡単なエラー検出は、時間のかかる手動のデータのレビューのために要件を最小限に抑えることがECG処理中にエラー（例えば、単一のハートビートの欠落など）を容易に識別することができます。 ECGテレメトリ装置の注入のために説明する手法は一貫してほとんど、あるいは全く干渉の録音を（ 図1＆2を参照）を生成します。しかし、縦隔地域でのリードの配置は比較的小さなバリエーションが近くの筋肉からの干渉につながることができますsおよび特定の呼吸に関連したノイズ。特に場所にリードを縫合した後、注入プロセスの間にリード線の正しい配置を確認し、リード配置の微調整は、干渉を最小限に抑えることができます。 蝸牛神経核への脳移植のプロセスは困難である。バンドパスフィルタをいくつかの周波数範囲のノイズではなく、広帯域ノイズとして、以前に3を使用されているのシリアルプレゼンテーションを使用することにより、電極部位での細胞集団の応答は急速に周波数応答ではなく、以下の固有のノイズの観点から検討することができます応答。周波数同調細胞集団の十分な範囲にアクセスできる場合に迅速に識別する能力は、電気刺激の弁別がテストされている研究において重要である。不十分な周波数分布が得られる場合には、異なる周波数域の刺激間の比較は単純にはできません。それにもかかわらず、長いプロセス周波数 - 振幅応答マッピングの細胞集団のチューニングの広に関する詳細を提供するために重要なままで、代わりに電極を固定する前に実行する必要があります。 行動訓練とテストでは、刺激開始前に試験の間の非刺激（またはサイレント）の期間を含めると、初期刺激の発症への対応を検討することができます。電気的神経刺激を使用する場合は、刺激の発症への応答は、刺激の単純な検出のための証拠を提供しています。したがって、どんな刺激開始応答、2回目の交互刺激が導入された応答が存在しない場合、それは後者のみ刺激を検出することができる推定することができます。このようなサイレント期間を含めることなく、元の刺激が検出されなかったことを決定する方法はありません。 この行動試験法の制限は、フットショックの不在がneuraのプレゼンテーション後に配信することです。音響刺激が提示されたときにLの刺激が恐怖条件で特異性の開発につながる可能性があり、そのような恐怖にのみ発現している。つまり、動物は、神経刺激の特定の感覚の影響が足の衝撃を受けていないに関連付けられていることを学ぶことができます。対照的に、神経刺激の提示後、足の衝撃を提供することは神経の刺激が持つかもしれない音のような特性とは異なる神経刺激自体の恐怖条件につながる可能性があります。神経刺激後のフットショックを除いたときに得られた結果は確かに恐怖条件はアコースティックから神経刺激に一般化されている前者の場合のように、神経刺激後のフットショックを使っている人よりも音のようである神経刺激のための強力な証拠を提供しています。それにもかかわらず、アコースティックではなく、神経刺激に特異性を発症するリスクが存在しています。音響刺激ではなく、純粋なトーンバーストとしてバンドパスフィルタされるノイズを使用し、そのうちの前者開発などの特異性のリスクを減らすことができる優れた、神経刺激の知覚経験を反映するかもしれません。しかし、このような手順では、差別のタスクに影響を与えるフィルタの帯域幅の追加の変数が導入されています。 そのような行動テストのために必要に応じて、任意の慢性的な神経移植に関連付けられた追加の制限は、時間の経過とともに電極または関連する神経組織の機能の変化である。神経組織の刺激は、細胞の損失14と電極への直接の脳組織の応答として、神経活動の13組織変更の一時的な抑制の両方につながることができます15。 注入に説明したアプローチと行動テストは簡単な訓練、試験周波数の制御を行使する能力を音と電気刺激の検出と識別の両方をテストする手段を提供します。 measurとHRの変化を用いる手法恐怖条件付けの電子は、聴覚検査のみならず、しかし、より一般的に刺激を任意の離散期間のために提示することができ、どの感覚で差別の検出が望まれる任意の官能検査にも適用可能である。

<table border="1"><tbody><tr><td> 名 </td><td> 会社 </td><td> モデル </td><td> コメント </td></tr><tr><td> PowerLab </td><td> ADInstruments </td><td> ML880 </td><td>データが移植TR40送信機から受信したレコード</td></tr><tr><td> SmartCtrlコントローラカード</td><td> MEDアソシエイツ</td><td> DIG-716B </td><td>フットショックを含む、行動試験チャンバーを制御</td></tr><tr><td>モジュラー行動試験室</td><td> MEDアソシエイツ</td><td> ENV-009 </td><td>試験室のサイズ：30.5センチメートルX 39.4センチメートル</td></tr><tr><td>嫌悪刺激発生器</td><td> MEDアソシエイツ</td><td> ENV-410B </td><td>ソリッド·ステート·スクランブラーユニットを介してケージの金属バーの床に嫌悪フットショックを提供</td></tr><tr><td>プログラマブル·アッテネータ</td><td> TDT </td><td> PA5 </td><td> AMPLを制御する周波数にわたって安定した振幅を確保するために配信音響信号のitude </td></tr><tr><td>静電スピーカドライバ</td><td> TDT </td><td> ED1 </td><td>静電スピーカー（EC1、ES1）を駆動</td></tr><tr><td>フリーフィールドの静電スピーカー</td><td> TDT </td><td> ES1 </td><td>音は行動試験室にこのスピーカーを使用して表示されます</td></tr><tr><td>結合静電スピーカー</td><td> TDT </td><td> EC1 </td><td>音は、神経インプラント手術中にこのスピーカーを使用して表示されます</td></tr><tr><td>刺激ベースステーション</td><td> TDT </td><td> RX7 </td><td> （MS16と一緒に使用）電気神経刺激の配信を制御</td></tr><tr><td> Microstimulator </td><td> TDT </td><td> MS16 </td><td>マルチチャンネル電気神経刺激を提供します</td></tr><tr><td>加工基地局</td><td> TDT </td><td> RZ2 </td><td>脳の移植時にレコード神経活動を（PZ2プリアンプを使用） </td></tr><tr><td>プリアンプ</td><td> TDT </td><td> PZ2-256 </td><td> 256チャネル、高インピーダンスプリアンプ</td></tr><tr><td>遠隔測定装置の受信機</td><td>テレメトリ研究</td><td> TR162 </td><td> TR40からのデジタル信号を受信し、増幅したアナログ出力に変換</td></tr><tr><td>植込み型心電図遠隔測定装置</td><td>テレメトリ研究</td><td> TR40 </td><td>移植トランスミッタ·デバイス、2kHzのサンプリング</td></tr><tr><td>多機能プロセッサ</td><td>タッカーデービステクノロジーズ（TDT） </td><td> RX6 </td><td>音響刺激を生成するために使用</td></tr><tr><td>頂点Castavaria </td><td>頂点歯科</td><td></td><td>場所に電極を固定するために使用する歯科用アクリル</td></tr><tr><td>クイック·シル接着剤、 低粘度</td><td>世界の精密機器</td><td></td><td>コー​​ト電極シャンクに使用されるシリコンエラストマー</td></tr><tr><td>マルチチャネル電極</td><td> NeuroNexus </td><td> a2x16-10ミリメートル 100-500-413 </td><td> 2シャンク32チャンネル細胞外電極アレイは、注入に使用されます。電極部位は、刺激の準備のために酸化イリジウムのコーティングを生成するためにアクティブ化されています。 </td></tr></tbody></table>

behavioral determination of stimulus pair discrimination of auditory acoustic and electrical stimuli using a classical conditioning and heart-rate approach

急性動物製剤は前向きにそのような聴性脳幹インプラント1-3と聴覚中脳インプラント4,5のような神経聴覚義肢に電極の設計と統合のための刺激技術を調査研究に使用されている。急性実験では、インプラントの有効性に最初の洞察力を与えることができますが、慢性的に移植し、覚醒動物をテストすることは感覚の心理物理学的特性を調べることの利点は、移植デバイスの6,7を使用して誘導しています。 そのような報酬ベースのオペラント条件6-8、条件回避9-11、または古典的な恐怖条件付け12などのいくつかの技術は、関連する刺激属性の検出の行動確認を提供するために使用されている。技術の選択は、時間効率（多くの場合、貧しい報酬ベースのアプローチ）で、複数のテストをする機能など、バランスの側面が含まれます刺激（条件回避に限る。）同時に属性、繰り返し刺激（生理的な措置が採用されている潜在的な制約）の尺度の信頼性。 ここでは、古典的な恐怖条件付け行動の方法は、同時に刺激の検出、および2つの刺激の間に差別の両方をテストするために使用されるかもしれない提示されます。心拍数は、凍結の動作や他のそのような対策のためのコーディング時間のかかるビデオの必要性を低減または排除する恐怖反応の指標として使用されます（そのような措置が収束の証拠を提供するために含まれている可能性がありますが）。動物はそれぞれ48刺激試験を提供し、3つの2時間のコンディショニングセッションでこれらの技術を使用して調整した。その後の48試行のテストセッションは、その後提示ペアで各刺激の検出、および各ペアのメンバーの刺激の間にテストの弁別をテストするために使用されました。 この行動のメソッドは、で表示されます聴覚補綴研究におけるその活用のコンテキスト。心電図テレメトリ装置の注入が表示されます。慢性的な使用のための所定の位置に音響刺激に対する神経応答のモニタリングによって導か蝸牛神経核、および電極の固定に脳電極のそれ以降の注入は、同様に表示されます。

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Behavioral Determination of Stimulus Pair Discrimination of Auditory Acoustic and Electrical Stimuli Using a Classical Conditioning and Heart-rate Approach

ラットの聴覚補綴研究のための古典的な恐怖条件付け行動パラダイムのアプリケーションが記述されています。このパラダイムは、検出、およびアウトカム指標として心拍数を使用して別個の音響および電気刺激の間の差別の両方を識別するためのメカニズムを提供します。

古典的条件とハートレート·アプローチを用いた聴覚の音響および電気刺激の刺激ペアの差別の行動決定

Acute animal preparations have been used in research prospectively investigating electrode designs and stimulation techniques for integration into neural ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning of the Proboscis Extension Response in Honeybees (Apis mellifera)

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning of the Proboscis Extension Response in Honeybees Apis mellifera

ミツバチのテングザルの拡張レスポンスの古典的条件における行動薬理学（セイヨウミツバチ）

Honeybees (Apis mellifera) are well known for their communication and orientation skills and for their impressive learning capability1,2. Because the ...

Preparation and Culture of Chicken Auditory Brainstem Slices

チキンの聴性脳幹スライスの準備と文化

The chicken auditory brainstem is a well-established model system that has been widely used to study the anatomy and physiology of auditory processing at ...

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

鳴禽類には聴覚フィードバックを操作するための軽量、ヘッドフォンベースのシステム

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

Functional Imaging of Auditory Cortex in Adult Cats using High-field fMRI

ハイフィールドのfMRIを使って大人の猫における聴覚皮質の機能イメージング

Current knowledge of sensory processing in the mammalian auditory system is mainly derived from electrophysiological studies in a variety of animal ...

Simultaneous Detection of c-Fos Activation from Mesolimbic and Mesocortical Dopamine Reward Sites Following Naive Sugar and Fat Ingestion in Rats

ラットにおけるナイーブ砂糖と脂肪の摂取後の中脳辺縁系と中間皮質ドーパミン報酬サイトからのc-Fosの活性化の同時検出

This study uses cellular c-fos activation to assess effects of novel ingestion of fat and sugar on brain dopamine (DA) pathways in rats. Intakes of sugars ...

High Resolution Quantitative Synaptic Proteome Profiling of Mouse Brain Regions After Auditory Discrimination Learning

聴覚弁別学習した後、マウス脳領域の高分解能定量的シナプスプロテオームプロファイリング

The molecular synaptic mechanisms underlying auditory learning and memory remain largely unknown. Here, the workflow of a proteomic study on auditory ...

The Use of Trace Eyeblink Classical Conditioning to Assess Hippocampal Dysfunction in a Rat Model of Fetal Alcohol Spectrum Disorders

胎児アルコール スペクトルの無秩序のモデルラットにおける海馬機能障害を評価するためにトレース瞬目反射条件づけの使用

Neonatal rats were administered a relatively high concentration of ethyl alcohol (11.9% v/v) during postnatal days 4-9, a time when the fetal brain ...

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

ショウジョウバエの訓練と記憶の尺度としてのコンディショニング

Many insights into the molecular mechanisms underlying learning and memory have been elucidated through the use of simple behavioral assays in model ...

Quantifying Infra-slow Dynamics of Spectral Power and Heart Rate in Sleeping Mice

睡眠中のマウスにおけるスペクトルパワーおよび心拍数の低速ダイナミクスの定量化

Three vigilance states dominate mammalian life: wakefulness, non-rapid eye movement (non-REM) sleep, and REM sleep. As more neural correlates of behavior ...

Desensitization and Recovery of Crayfish Photoreceptors Upon Delivery of a Light Stimulus

光刺激の送達時のザリガニ光受容体の脱感作と回復

A method to study desensitization and recovery of crayfish photoreceptors is presented. We performed intracellular electrical recordings of photoreceptor ...