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
Description: Watch this Scientific Journal Video about Behavioral Determination of Stimulus Pair Discrimination of Auditory Acoustic and Electrical Stimuli Using a Classical Conditioning and Heart-rate Approach at

Финансирование данного исследования была предоставлена ​​Гарнетт пропусков и Родни Уильямс Мемориальный фонд и La Trobe университета.

<ol>
	<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>

Доктор Антонио Паолини является директором Bioengenesis Technologies Pty Ltd, которые являются представителями австралийской для Такер Дэвиса технологии и австралийский дистрибьютор Зонды NeuroNexus.

Методы, описанные здесь, являются средством для тестирования целого ряда задач, дискриминация быстро, с коротким временем обучения и позволяет существенным автоматизации, минимизируя таким образом исследователь время, необходимое для обработки данных. Используя данные, полученные из имплантированных ЭКГ, расчет частоты сердечных сокращений (HR) изменение во времена стимул презентации могут быть автоматизированы. Ошибки обработки ЭКГ (например, пропуская ни одного сердца, удар) можно легко определить, поскольку они производят ложное большие изменения очевидны сердечного ритма в течение очень короткого периода, и такой легкий обнаружения ошибок сводит к минимуму требования к времени интенсивный ручной проверки данных . Техника, описанная для имплантации устройства телеметрии ЭКГ постоянно производит запись практически без помех (рис. 1 и 2). Тем не менее, относительно небольшие изменения в размещении на себя инициативу в области средостения может привести к помехам от соседних мышцс и особенности дыхания, связанные шумы. Проверка правильного размещения проводов в процессе имплантации, особенно после наложения швов приводит в месте, позволяет точную настройку свинца размещения, чтобы минимизировать помехи. Процесс имплантации в мозг кохлеарного ядра трудно. При использовании серийных презентаций полосового фильтра шумов несколько частотных диапазонов, а не широкополосный шум, которые ранее были использованы 3 ответов клеточных популяций на электроде сайты можно быстро проанализировать на АЧХ, а не менее конкретные шума ответ. Способность быстро определить, когда достаточно диапазоне частот настроенный клеточных популяций доступны имеет решающее значение для исследований, когда электрический стимул дискриминации подвергается испытанию. Если недостаточны распределения частот получается, то сравнение между стимуляцией различных диапазонах частот просто не возможно. Тем не менее, более длительный процессчастотно-амплитудная характеристика отображения имеет решающее значение для обеспечения подробно о широте настройки клеточных популяций и должно быть выполнено до фиксации электродов на месте. В поведенческих обучения и тестирования, включение без стимула (или молчание) период испытаний, до начала стимула, позволяет в ответ на первоначальный стимул для начала изучить. При использовании электрических нервного возбуждения, в ответ на стимул начало свидетельствует, по той простой обнаружения стимула. Таким образом, когда нет ответа начала стимула, но ответ, когда второй стимул чередование вводится, можно сделать вывод, что только последний стимул может быть обнаружена. Без включения такой тихий период, не было бы никакого способа определить, что первый стимул не был обнаружен. Ограничения в этой поведенческой техникой тестирования является то, что отсутствие футов потрясений, произнесенная после представления neuraл стимуляция может привести к развитию специфика в условных страх, страх, что выражается только когда акустический стимул представлен. Это означает, что животное может узнать, что особенности сенсорных эффектов нервного возбуждения, связанные с не получает ногой удар. В отличие от доставки футов потрясения после презентации нервного возбуждения может привести к условный страх нервного стимула себя, отличное от любого звука, как свойства нервной стимул может иметь. Результаты, полученные при исключении футов шока после нервного возбуждения, конечно, обеспечить более убедительные доказательства для нейронных стимул быть звук, как, чем те, которые используют ноги шока после нервного возбуждения, как и в первом случае условный страх обобщил от акустических до нервного возбуждения. Тем не менее, риск развития специфики акустических, а не нервного возбуждения присутствует. Использование полосового фильтра шума акустический стимул, а не чистый тон очередей, первая из которыхможет лучше отразить опыт восприятия нервного возбуждения, может уменьшить риск таких специфика разработки. Тем не менее, такая процедура вводит дополнительные переменные полосы пропускания фильтра, которые будут влиять на дискриминацию задач. Дополнительные ограничения связаны с какими-либо хроническими нейронной имплантации, такие, как требуется для поведенческого тестирования, является изменение в зависимости от электродов или связанных нервной ткани с течением времени. Стимуляция нервных тканей может привести как к временным подавление нейронной активности 13 и изменения тканей, таких как потеря клеток 14 и прямой ответ мозговой ткани к электроду 15. Описанный подход к имплантации и поведенческого тестирования предоставляет средства для тестирования и обнаружения и распознавания акустических и электрических стимулов с краткого обучения, а также возможность осуществлять контроль проб частоты. Методика использования изменения ЧСС в измерениие условный страх может быть применим не только для тестирования слуховых, но и в более общем плане любой сенсорной тестирования, в которой стимулы могут быть представлены для любого дискретного периода, в котором обнаружение сенсорных дискриминации лучшего.

<table border="1"><tbody><tr><td> Имя </td><td> Компания </td><td> Модель </td><td> Комментарии </td></tr><tr><td> PowerLab </td><td> ADInstruments </td><td> ML880 </td><td> Записи данных, полученных от внедренного TR40 передатчик </td></tr><tr><td> SmartCtrl плате контроллера </td><td> Med Associates </td><td> DIG-716B </td><td> Управление камерой поведенческих тестов, в том числе ногой удар </td></tr><tr><td> Модульная камера поведенческих тестов </td><td> Med Associates </td><td> ENV-009 </td><td> Испытательной камере Размер: 30,5 х 39,4 см </td></tr><tr><td> Отвращение стимулом генератор </td><td> Med Associates </td><td> ENV-410B </td><td> Обеспечивает отвращение футов шоком для металло-бар пол клетки через твердые единицы Scrambler государства </td></tr><tr><td> Программируемый аттенюатор </td><td> ТДТ </td><td> PA5 </td><td> Управляет амплitude поставляемого звукового сигнала для обеспечения стабильной амплитуды по частотам </td></tr><tr><td> Электростатический усилитель динамика </td><td> ТДТ </td><td> ED1 </td><td> Диски электростатических динамиков (EC1, ES1) </td></tr><tr><td> Свободного поля электростатических динамиков </td><td> ТДТ </td><td> ES1 </td><td> Звуки представлены с помощью этого динамика в поведении испытательной камере </td></tr><tr><td> Связанные электростатических динамиков </td><td> ТДТ </td><td> EC1 </td><td> Звуки представлены с помощью этого спикер во время нейронной имплантации </td></tr><tr><td> Стимулятор базовой станции </td><td> ТДТ </td><td> RX7 </td><td> Управление поставку электрической нервного возбуждения (используется с MS16) </td></tr><tr><td> Microstimulator </td><td> ТДТ </td><td> MS16 </td><td> Поставляет многоканальный электрический нервного возбуждения </td></tr><tr><td> Обработка базовых станций </td><td> ТДТ </td><td> RZ2 </td><td> Записи нейронной активности мозга во время имплантации (с использованием PZ2 предусилитель) </td></tr><tr><td> Предусилитель </td><td> ТДТ </td><td> PZ2-256 </td><td> 256 каналов высокой предусилитель сопротивление </td></tr><tr><td> Приемник телеметрии устройство </td><td> Телеметрия исследований </td><td> TR162 </td><td> Получает цифровой сигнал TR40, и переходит в усиленный аналоговый выход </td></tr><tr><td> Имплантируемых устройств телеметрии ЭКГ </td><td> Телеметрия исследований </td><td> TR40 </td><td> Имплантированных передающего устройства, отбор проб на 2 кГц </td></tr><tr><td> Многофункциональный процессор </td><td> Такер Дэвиса технологии (ТДТ) </td><td> RX6 </td><td> Используется для создания акустических стимулов </td></tr><tr><td> Вершина Castavaria </td><td> Вершина стоматологические </td><td></td><td> Стоматологическая акриловая для фиксации электрода в месте </td></tr><tr><td> Kwik-Sil клей, малая вязкость </td><td> Инструменты Всемирной Precision </td><td></td><td> Кремний эластомеров используется для покрытия электродов хвостовиков </td></tr><tr><td> Многоканальный электрод </td><td> NeuroNexus </td><td> a2x16-10мм 100-500-413 </td><td> 2-хвостовик 32-канальный внеклеточной массив электродов используются для имплантации. Электрод сайты были активированы для получения покрытия оксида иридия в рамках подготовки к стимуляции. </td></tr></tbody></table>

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

Острые препараты животного были использованы в исследованиях проспективно исследования электроды конструкции и методы стимулирования для интеграции в нейронных протезов слуховых, таких как слуховые имплантаты 1-3 мозга и слуховых имплантатов 4,5 мозга. В то время острого опыта может дать начальные соображения по поводу эффективности имплантатов, тестирование хронически имплантированных и бодрствования животных дает преимущество изучения психофизических свойств индуцированных ощущения использованием имплантируемых устройств 6,7. Некоторые методы, такие как вознаграждение на основе оперантного обусловливания 6-8, обусловленное избежание 9-11, или классическое обусловливание страха 12 были использованы для обеспечения поведенческого подтверждения обнаружения соответствующих атрибутов стимула. Выбор методики включает в себя аспекты, включая балансировку время эффективность (часто в награду бедный подходов), возможность проверить множествостимул приписывает одновременно (ограничен в условных избегание), а мера надежности повторных раздражителей (потенциальные ограничения, когда физиологические меры применяются). Здесь классический страх кондиционирования поведенческий метод представлен, которые могут быть использованы для одновременного тестирования и обнаружения стимула, и различия между двумя стимулами. Сердце ставка используется в качестве меры реакция страха, которая снижает или устраняет требование времени кодирования видео для замораживания поведение или другие подобные меры (хотя такие меры могут быть включены для получения сходящегося доказательств). Животные были обусловлены использованием этих методов в трех 2-часового кондиционирования сессий, каждая из которых обеспечивает 48 испытаний стимул. После 48 судебных заседаний тестирования были использованы для тестирования для выявления каждый стимул представлен в пар, и тест дискриминации между государствами-членами стимулов каждой пары. Этот поведенческий метод представлен вконтексте их использования в исследованиях слухового протеза. Имплантация устройств ЭКГ телеметрии показали. После имплантации электродов в мозг кохлеарных ядра, руководствуясь мониторинга нейронных ответов на акустические стимулы, а также фиксация электрода на месте хронических использование также показано на рисунке.

Watch this Scientific Journal Video about Behavioral Determination of Stimulus Pair Discrimination of Auditory Acoustic and Electrical Stimuli Using a Classical Conditioning and Heart-rate Approach at

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

Применение классических страх кондиционирования поведенческие парадигмы для слуховых протезов исследования на крысах описано. Эта парадигма представляет собой механизм для выявления и обнаружения, а также различия между, отличные акустические и электрические стимулы использования сердечного ритма в качестве результата измерения.

Поведенческие Определение Стимул пара дискриминации акустических и электрических слуховых стимулов с помощью классического кондиционирования и сердце курс подход

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

Поведенческая фармакология в классической Кондиционирование Ответ хоботок Расширение в Медоносные пчелы ( Apis Mellifera)

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

Подготовка и культуры Куриные ломтики Слуховые мозга

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

Легкий, наушники-администратора системы для управления Звуковая обратная связь в Певчие птицы

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

Функциональной визуализации из слуховой коры у взрослых кошек с использованием высокого поля МРТ

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

Одновременное обнаружение с-Fos активации от мезолимбическом и мезокортикальных Награда сайты Допамин После Наивное сахара и жира При приеме внутрь в Rats

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

High Resolution Количественный Synaptic Протеом профилирование мозга мыши регионов После обучения Слуховые дискриминации

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

Использование трассировки Eyeblink классический подготовлять для оценки гиппокампа дисфункции в мышиной модели плода алкоголь спектра расстройств

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

Дрозофила в качестве меры обучения и памяти

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

Количественная оценка инфра-медленной динамики спектральной мощности и частоты сердечных сокращений у спящих мышей

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

Десенсибилизация и восстановление фоторецепторов раков после доставки легкого стимула

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