A configuração de Baixo Custo para audiometria comportamental em roedores

O objetivo geral deste procedimento é obter dados de inibição por pré-pulso comportamental da resposta de sobressalto auditivo para identificar o limiar auditivo e a percepção subjetiva de zumbido em roedores, utilizando uma configuração de baixo custo. Isso é realizado primeiramente adquirindo um conjunto completo de dados comportamentais do animal saudável. Em seguida, a deficiência auditiva é induzida por um trauma acústico leve e específico de frequência.

O terceiro passo é obter os mesmos dados comportamentais no animal com deficiência auditiva. Em seguida, os dados são analisados para medir qualquer perda auditiva e uma possível percepção de zumbido. Em última análise, os resultados podem mostrar não apenas alterações no limiar auditivo, mas também zumbido específico por frequência.

Percepções por meio das medidas comportamentais de respostas de sobressalto são demonstradas no procedimento consultando SA, pós-doutoranda, e Z Ave, estudante de doutorado no meu laboratório. Primeiro, um PC com os equipamentos necessários precisa ser montado. O custo total dessa configuração pode ser montado por cerca de 3.500 euros, comparado ao equipamento padrão, que pode custar entre 15.000 e 20.000 euros.

Isso inclui um conversor DA conectado a uma caixa de interface e a um amplificador, uma webcam de infravermelho e um software MATLAB executando um ambiente de desenvolvimento integrado. O amplificador está conectado a uma caixa acústica em uma câmara insonorizada, que é monitorada pela webcam e equipada com uma placa de sensores isolada, um sensor piezoelétrico e uma câmara para fixar o roedor dentro do compartimento insonorizado. Há também um microfone para controle de som.

Independentemente da qualidade do amplificador e do alto-falante, o sistema deve ser calibrado com um amplificador de medição para determinar a função de transferência de frequência do sistema. Além disso, o sistema deve ser ajustado à faixa auditiva do animal experimental. Retire o animal do seu viveiro e coloque-o de cabeça para a frente no tubo de contenção.

Feche a porta, coloque o tubo na câmara sobre os pés de espuma e o sensor desligue as luzes ambiente. Feche a porta da câmara e aguarde 15 minutos para permitir que o animal se acostume à montagem. Inicie o programa e defina os parâmetros para estimulação.

Os estímulos consistem em tons puros com diferentes frequências. Os estímulos de teste precedendo os estímulos de sobressalto são apresentados em frequências e intensidades variadas. Permita cinco minutos de tempo de recuperação entre os conjuntos de estímulos para uma abordagem não randomizada, como um nível fixo de estímulo de teste para todas as frequências testadas.

Antes de analisar os dados, remova ensaios inválidos do conjunto de dados, como ensaios em que o animal se moveu antes do estímulo de sobressalto. A validação dos ensaios individuais é muito importante, pois as respostas ao estímulo de sobressalto tendem a ser muito mais intensas após o animal ter se movido. Tais respostas devem ser descartadas.

Agora, obtenha a amplitude e a latência da resposta de sobressalto dentro de uma janela de tempo dos primeiros 50 milissegundos após o estímulo de sobressalto; a amplitude da resposta é a distância entre o primeiro máximo e o primeiro mínimo da resposta. A latência é o tempo desde o início do estímulo até o início da resposta. O limiar auditivo é obtido ajustando uma função de Boltzmann ao conjunto completo de dados de amplitude de resposta de uma frequência, ordenado por intensidade do estímulo prévio de ensaios individuais.

O ponto de 50% da função boltman indica o limiar auditivo para esta frequência de estimulação. As respostas ao estímulo de susto puro, sem qualquer pré-estímulo, podem ser usadas como referência para cálculos posteriores. Para traumatizar a audição dos roedores, anestesie primeiro o animal, injetando três mililitros por quilograma de anestesia por via subcutânea, incluindo um bolus de atropina.

Aguarde cerca de cinco minutos e verifique seus reflexos. Para manter a anestesia durante as medições, injete continuamente o mesmo volume da solução anestésica por meio de uma bomba de infusão. Ao longo de cada hora na câmara, o animal deve ser mantido aquecido por um tapete aquecido.

Durante 75 minutos, exponha o animal a um tom puro e alto para induzir um trauma acústico. Após aguardar cinco dias para que o animal se estabilize, gere um novo audiograma; um período mínimo de cinco dias para o desenvolvimento de zumbido é essencial para obter resultados confiáveis. No primeiro paradigma subjetivo de zumbido, utilize os seguintes parâmetros para a estimulação.

Defina a intensidade do som de susto em 105 decibéis, SPL, e varie as frequências de um a 16 quilohertz em uma oitava. Comece apresentando um ruído branco de fundo de 50 decibéis, SPL, com ou sem uma pausa de 15 milissegundos. Se utilizar uma abordagem não randomizada, permita cinco minutos de recuperação entre os diferentes conjuntos de estímulos.

O uso de diferentes frequências de estímulo de sobressalto fornecerá uma estimativa aproximada da frequência do zumbido percebido. No segundo paradigma subjetivo de zumbido, utilize os seguintes parâmetros de estimulação: intensidade do som de sobressalto de 105 decibéis, SPL, com estímulo de clique duplo. Inicie com um ruído filtrado por banda passante.

Fundo de 50 decibéis, NPS. Novamente, se utilizar uma abordagem não randomizada, permita cinco minutos de recuperação entre os diferentes conjuntos de estímulos. Após remover todas as tentativas inválidas do conjunto de dados, realize os seguintes cálculos para cada tentativa restante.

Primeiro, durante os primeiros 50 milissegundos. Após o estímulo de sobressalto, meça a amplitude da resposta e a latência da resposta. Segundo, normalize todos os dados em relação a um conjunto de dados de referência.

O conjunto de dados de referência é a amplitude da resposta ao estímulo de sobressalto por tom puro sem qualquer pré-estímulo. A frequência de teste é determinada pelo tom puro ou pela frequência central do ruído com filtro passa-faixa. Calcule a resposta média de cada referência. Em seguida, normalize cada amplitude de resposta dividindo-a pela sua referência.

Agora, utilizando o valor médio da condição normalizada sem intervalo, calcule o PPI de cada condição testada. Neste ponto, é possível calcular a alteração do PPI após o trauma em porcentagem para cada frequência testada. Da mesma forma, é possível comparar diretamente o PPI antes e após o trauma.

Utilizando o paradigma descrito, as respostas de sobressalto são fáceis de gerar e analisar. A maioria dos ensaios é válida. Ensaios inválidos são fáceis de reconhecer.

Eles são marcados por quadrados vermelhos e omitidos da análise. Uma alteração típica do limiar comportamental obtida antes e depois de um trauma acústico em dois quilohertz mostra uma perda auditiva evidente nesses dois quilohertz. Após induzir um trauma auditivo, as amplitudes de resposta normalizadas para estimulações, uma oitava abaixo e uma oitava acima da frequência do trauma, foram investigadas abaixo da frequência do trauma.

Nenhuma alteração no padrão de resposta foi observada acima da frequência de trauma. O efeito do intervalo prévio aos estímulos desapareceu, indicando uma percepção incorreta nesta frequência. Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como obter e processar os dados comportamentais para o limiar auditivo e para a avaliação da percepção em roedores, utilizando um equipamento de início de baixo custo para o reflexo de sobressalto.