16 באוקטובר 2012
שיטה מהירה וזולה לקביעת ההתנהגות של שמיעת פרמטרים כמו סף שמיעה, שמיעת ליקויים או תפיסות פנטום (טינטון סובייקטיבי) הוא תאר. הוא משתמש בעיכוב דופק מראש של התגובה בלה אקוסטית וניתן ליישם בקלות במחשב אישי באמצעות ספירה לתכנות / DA-ממיר וחיישן piezo.
המטרה הכללית של הליך זה היא להשיג נתונים התנהגותיים של עיכוב תגובות קדם-דחף (pre pulses inhibition) של תגובת הדראת שמיעה, כדי לזהות את סף השמיעה ותפיסת טיניטוס סובייקטיבית במכרסמים באמצעות מערך בעלות נמוכה. מטרה זו מושגת תחילה על ידי רכישת סט מלא של נתונים התנהגותיים מהחיה הבריאה. לאחר מכן, נגרם ליקוי שמיעה באמצעות טראומה אקוסטית קלה וספציפית לתדר.
השלב השלישי הוא השגת אותם נתונים התנהגותיים בבעל החיים עם הליקוי בשמיעה. לאחר מכן, הנתונים מנותחים כדי למדוד כל אובדן שמיעה ותפיסה אפשרית של טיניטוס. בסופו של דבר, התוצאות יכולות להראות לא רק שינויים בסף השמיעה, אלא גם טיניטוס ספציפי לתדר.
תפיסות באמצעות מדידות התנהגותיות של תגובות בהלה מוצגות בפרוצדורה שיועצו על ידי SA, פוסט-דוקטורט, ו-Z ave, סטודנט לדוקטורט במעבדתי. ראשית, יש להרכיב מחשב עם הציוד הנדרש. ניתן להרכיב את המערך השלם בעלות של כ-3,500 אירו, בהשוואה לציוד סטנדרטי שעלותו יכולה לנוע בין 15,000 ל-20,000 אירו.
ציוד זה כולל ממיר DA המחובר לתיבת פירוק (breakout box) ولمגבר, מצלמת רשת באינפרא-אדום, ותוכנת MATLAB המריצה סביבת פיתוח משולבת. המגבר מחובר לרמקול בתא אקוסטי, המנוטר על ידי מצלמת הרשת ומצויד בלוח חיישנים מבודד, חיישן פיאזו ותא לאבטחת המכרסם בתוך התא האקוסטי. כמו כן, קיים מיקרופון לבקרת קול.
בלי קשר לאיכות המגבר והרמקול, יש לכלת את המערכת באמצעות מגבר מדידה כדי לקבוע את פונקציית ההעברה של התדר עבור המערכת. יתרה מכך, יש להתאים את המערכת למערך השמיעה של בעל החיים הנבדק. הוצא את בעל החיים מכלוב מגוריו והכנס אותו עם הראש קודם אל צינור ההחזקה.
סגור את הדלת, העמד את המבחנה בתא על רגלי הספוג, והחיישן יכבה את תאורת הסביבה. סגור את דלת התא והמתן 15 דקות כדי לאפשר לבעל החיים להתרגל למערך הניסוי. הפעל את התוכנית והגדר את הפרמטרים לגירוי.
הגירויים מורכבים מצלילי טון טהורים בתדרים שונים. גירויי הבדיקה שקדמו לגירויי ההבהלה מוצגים בתדרים ובעצמות משתנות. יש לאפשר חמש דקות של זמן התאוששות בין סדרות הגירויים בגישה שאינה רנדומלית, כגון רמה קבועה של גירוי בדיקה עבור כל התדרים שנבדקו.
לפני ניתוח הנתונים, יש להסיר מהסט נתונים ניסויים לא תקינים, כגון ניסויים שבהם בעל החיים נע לפני גירוי ההבהלה. תיקוף הניסויים הבודדים הוא חשוב מאוד, כיוון שתגובות לגירוי ההבהלה נוטות להיות חזקות הרבה יותר לאחר שבעל החיים נע. תגובות כאלה חייבות להיפסל.
כעת, השג את האמפליטודה ואת השהיית התגובה לגירוי הבהלה (startle response) בתוך חלון זמן של 50 מילי-שניות הראשונות לאחר גירוי הבהלה; אמפליטודת התגובה היא המרחק בין המקסימום הראשון למינימום הראשון של התגובה. השהיה (latency) היא הזמן מרגע תחילת הגירוי ועד לתחילת התגובה. את סף השמיעה מקבלים על ידי התאמת פונקציית בולצמן (boltman function) למערך נתוני אמפליטודת התגובה המלא של תדר אחד, המיון בו נעשה לפי עוצמת טרום-הגירוי של ניסויים בודדים.
נקודת ה-50% של פונקציית בולצמן מצביעה על סף השמיעה עבור תדר גירוי זה. ניתן להשתמש בתגובות לגירוי ההבהלה הטהור ללא כל גירוי מקדים כייחוס לחישובים מאוחרים יותר. כדי לגרום לטראומה לשמיעת המכרסמים, ראשית הרדימו את החיה על ידי הזרקה תת-עורית של שלושה מיליליטר לקילוגרם של חומר הרדמה, כולל בולוס של atropine.
המתינו כחמש דקות ובדקו את הרפלקסים. כדי לשמור על ההרדמה במהלך המדידות, מזריקו באופן רציף את אותו נפח של תמיסת הרדמה באמצעות משאבת מזרקים. לאורך כל שעה שהחיה נמצאת בתא, יש לשמור על חום גופה באמצעות פד חימום.
חשוף את בעל החיים לצליל טון טהור ועוצמתי למשך 75 דקות כדי להשרות טראומה אקוסטית. לאחר המתנה של חמישה ימים להתייצבות בעל החיים, בצע אודיוגרמה חדשה; המתנה של חמישה ימים לפחות להתפתחות הטיניטוס היא קריטית להשגת תוצאות מהימנות. בפרדיגמה הסובייקטיבית הראשונה של טיניטוס, השתמש בפרמטרים הבאים עבור הגירוי.
הגדירו את עוצמת צליל ההבהלה ל-105 decibels, SPL, והגדירו את התדרים במרווחים של 1 עד 16 kilohertz בצעדים של oc בודדים. התחילו בהשמעת רעש לבן ברקע בעוצמה של 50 decibels, SPL, עם או בלי הפסקה של 15 millisecond. במידה שאתם משתמשים בגישה שאינה אקראית, אפשרו חמש דקות של התאוששות בין סדרות הגירויים השונות.
שימוש בתדרים שונים של גירויי בהלה יספק הערכה גסה של תדר הטיניטוס הנתפס. בפרדיגמה השנייה של טיניטוס סובייקטיבי, השתמש בפרמטרי העירור הבאים: עוצמת צליל בהלה של 105 דציבלים, SPL עם גירוי של נקישה כפולה (double click). התחל עם רעש מסונן במעבר פס (band pass).
רעש רקע של 50 decibels, SPL. שוב, במקרה של שימוש בגישה לא אקראית, יש לאפשר חמש דקות התאוששות בין סדרות הגירויים השונות. לאחר הסרת ניסויים לא תקינים מתוך מערך הנתונים, בצע את החישובים הבאים עבור כל ניסוי שנותר.
ראשית, במהלך 50 המילישניות הראשונות לאחר גירוי ההבהלה, מדדו את אמפליטודת התגובה ואת השהיית התגובה. שנית, נרמלו את כל הנתונים למערכת נתונים ייחוס.
סט הנתונים הייחוס הוא אמפליטודת התגובה לגירוי ההבהלה של טון טהור ללא גירוי מקדים; תדר הבדיקה נקבע על ידי הטון הטהור או על ידי תדר המרכז של רעש מסונן במעבר פס. חשב את התגובה הממוצעת של כל ייחוס. לאחר מכן, נרמל כל אמפליטודת תגובה על ידי חלוקתה בייחוס המתאים.
כעת, באמצעות ערך הממוצע של תנאי ה-no gap הנורמלי, חשבו את ה-PPI של כל תנאי שנבדק. בשלב זה, ניתן לחשב את השינוי ב-PPI לאחר הטראומה באחוזים עבור כל תדר שנבדק. באופן דומה, ניתן להשוות ישירות את ה-PPI לפני ואחרי הטראומה.
בעזרת הפרדיגמה המתוארת, קל להפיק ולנתח תגובות הדהמה. מרבית הניסויים תקפים, וקל לזהות ניסויים שאינם תקפים.
הן מסומנות בריבועים אדומים ואינן נכללות בניתוח. שינוי טיפוסי בסף התנהגותי שנרכש לפני ואחרי טראומה אקוסטית בתדר של two kilohertz מראה אובדן שמיעה ברור בתדר של two kilohertz. לאחר השראת טראומה שמיעתית, נבחנו אמplitudo של תגובות מנורמלות עבור גירויים באוקטבה אחת מתחת ובאוקטבה אחת מעל לתדר הטראומה, מתחת לתדר הטראומה.
לא נמצא שינוי בדפוס התגובה מעל תדר הטראומה. ההשפעה של המרווח לפני הגירויים נעלמה, מה שמעיד על תפיסה שגויה בתדר זה. לאחר צפייה בסרטון זה, תהיה לכם הבנה טובה כיצד להשיג ולעבד נתונים התנהגותיים עבור סף שמיעה, וכיצד לבצע הערכת תפיסה במכרסמים באמצעות מערך הדחקה (startle setup) בעלות נמוכה.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
מאמר זה מתאר שיטה מהירה וחסכונית לקביעת פרמטרים של שמיעה במכרסמים, כולל ספי שמיעה וטיניטוס סובייקטיבי. השיטה מנצלת עיכוב של פולס מקדימה (pre-pulse inhibition) של תגובת הבהלה האקוסטית, וניתן ליישמה באמצעות מחשב אישי עם ממיר AD/DA ניתן לתכנות וחיישן פייזו.
אודיומטריה התנהגותית המשתמשת בעיכוב קדם-דחף (pre-pulse inhibition) של תגובת ההבהלה האקוסטית מספקת שיטה בעלות נמוכה ובסבב עיבוד גבוה להערכת ספי hearing thresholds וטיניטוס סובייקטיבי במודלים של מכרסמים. גישה זו מאפשרת תיקוף של מטרות בשלבים מוקדמים והפחתת סיכונים מכניסטיים במדעי העצבים השמיעתיים על ידי אספקת נתונים כמותיים ורלוונטיים תפיסתיים ללא צורך באימון של בעלי החיים. המערך תומך בתהליכי סריקה ניתנים להרחבה ובפיתוח סמנים ביולוגיים תרגומיים עבור תוכניות של רעילות אוזנית (ototoxicology) וגילוי תרופות למערכת העצבים המרכזית (CNS).
השיטה משתלבת בתהליכי עבודה של ביולוגיה של גילוי ככלי לסריקה פנוטיפית של התפקוד השמיעתי, וממוקמת בין זיהוי המטרה לאופטימיזציה של המועמד המוביל (lead optimization) כדי להפחית סיכונים במקרים של מועמדים עם מנגנון פעולה מעורפל.