यह लेख श्रवण ब्रेनस्टेम प्रतिक्रिया तरंग में पहली पांच चोटियों और गर्तों के आयामों और विलंबों के अर्ध-स्वचालित माप का वर्णन करता है। एक अतिरिक्त दिनचर्या प्रयोगकर्ता विश्लेषण के लिए एक स्प्रेडशीट में डेटा संकलित और एनोटेट करती है। ये मुफ्त कंप्यूटर दिनचर्या ओपन-सोर्स सांख्यिकीय पैकेज आर का उपयोग करके निष्पादित किए जाते हैं।
पिछले 15 वर्षों में कई रिपोर्टों ने शोर जोखिम जैसे अपमान के बाद श्रवण ब्रेनस्टेम प्रतिक्रिया (एबीआर) तरंग में परिवर्तन का आकलन किया है। सामान्य परिवर्तनों में शिखर 1 आयाम में कमी और बाद की चोटियों की सापेक्ष विलंबता, साथ ही केंद्रीय लाभ में वृद्धि शामिल है, जो शिखर 1 के आयाम की तुलना में बाद की चोटियों के आयामों में सापेक्ष वृद्धि से परिलक्षित होती है। कई प्रयोगकर्ता अपनी सापेक्ष ऊंचाइयों और विलंब का आकलन करने के लिए चोटियों और गर्तों की पहचान करते हैं, जो एक श्रमसाध्य प्रक्रिया है जब तरंगों को प्रत्येक आवृत्ति और स्थिति के लिए सुनवाई सीमा में 5 डीबी वृद्धि में एकत्र किया जाता है। यह पेपर मुक्त दिनचर्या का वर्णन करता है जिसे श्रवण ब्रेनस्टेम प्रतिक्रिया (एबीआर) तरंगों की चोटियों और गर्तों के माप को अर्ध-स्वचालित करने के लिए आरस्टडियो इंटरफ़ेस के साथ ओपन-सोर्स प्लेटफॉर्म आर में निष्पादित किया जा सकता है। दिनचर्या चोटियों और गर्तों के आयामों और विलंबों की पहचान करती है, इन्हें निरीक्षण के लिए उत्पन्न तरंग पर प्रदर्शित करती है, परिणामों को सांख्यिकीय विश्लेषण के लिए स्प्रेडशीट में एकत्रित और एनोटेट करती है, और आंकड़ों के लिए औसत तरंग उत्पन्न करती है। ऐसे मामलों में जब स्वचालित प्रक्रिया एबीआर तरंग की गलत पहचान करती है, तो सुधार में सहायता के लिए एक अतिरिक्त उपकरण होता है। लक्ष्य एबीआर वेवफॉर्म का विश्लेषण करने के लिए आवश्यक समय और प्रयास को कम करना है ताकि भविष्य में अधिक शोधकर्ता इन विश्लेषणों को शामिल करेंगे।
श्रवण ब्रेनस्टेम प्रतिक्रिया (एबीआर) का उपयोग अक्सर पशु विषयों और मानव शिशुओं में सुनवाई सीमा निर्धारित करने के लिए किया जाता है। चूंकि एबीआर श्रवण उत्तेजनाओं के लिए तंत्रिका तंत्र की पहली प्रतिक्रियाओं का एक इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राम (ईईजी) रिकॉर्ड है, इसलिए यह अतिरिक्त जानकारी देता है जो द्विपक्षीय प्रसंस्करण1 सहित श्रवण ब्रेनस्टेम में कॉक्लियर सर्पिल गैंग्लियन न्यूरॉन्स और प्रारंभिक सिग्नल प्रोसेसिंग की समन्वित फायरिंग को दर्शाता है। ये प्रतिक्रियाएं शोर आघात से प्रभावित हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, शोर एक्सपोजर जो चूहों में एक अस्थायी दहलीज बदलाव को प्रेरित करने के लिए पर्याप्त है, एबीआर पीक 1 2 के आयाम को स्थायी रूप से कम कर सकताहै। इसके अलावा, इस तरह के आघात इंटरपीक लेटेंसी को कम कर सकते हैं और बाद के चोटियों3 के सापेक्ष आयामों को बढ़ा सकते हैं, संभवतः निरोधात्मक विनियमन4 के नुकसान के कारण। इन निष्कर्षों के अलावा, विशिष्ट आनुवंशिक उत्परिवर्तन आघात 5,6,7 की अनुपस्थिति में एबीआर तरंग को बदलने के लिए दिखाए गए हैं। इस प्रकार, एबीआर तरंगों का नियमित विश्लेषण प्रयोगात्मक मॉडल में श्रवण प्रणाली में अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है।
रोगियों के लिए नैदानिक उपकरण के रूप में एबीआर वेवफॉर्म का उपयोग करने में भी रुचि रही है। पिछली रिपोर्टों ने मूल्यांकन किया है कि शोर के संपर्क में आने के बाद मानव रोगियों में एबीआर पीक 1 कम हो जाता है या टिनिटस रोगियों में 8,9। विशेष रूप से, माइग्रेन के हमलों को अस्थायी रूप से कई हफ्तों के लिए इंटरपीक लेटेंसी में वृद्धि करने की सूचना मिली है, जिसके बाद एबीआर वेवफॉर्म प्रभावित व्यक्तियों में सामान्य होजाता है। कोविड-19 को एबीआर इंटरपीक लेटेंसी11,12 में दीर्घकालिक परिवर्तन ों को चलाने के लिए बताया गया है, हालांकि एक अन्य अध्ययन ने अलग-अलग परिणाम13 की सूचना दी है। सुनवाई हानि अक्सर उम्र बढ़ने में मनोभ्रंश के साथ सह-रुग्ण होती है, और अधिक सुनवाई हानि वाले व्यक्ति मनोभ्रंश का अनुभव करते हैं जोअधिक तेजी से आगे बढ़ता है। शोधकर्ताओं ने न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों में एबीआर तरंग परिवर्तनों की जांच की है, जैसे कि पार्किंसंस रोग (जाफरी एट अल .15 में समीक्षा की गई) और अल्जाइमर रोग (स्वॉर्ड्स एट अल.16 में समीक्षा की गई), साथ ही सामान्य उम्र बढ़ने17 में। जैसा कि अधिक शोधकर्ता और चिकित्सक उम्र बढ़ने में सामान्य बीमारियों के लिए बायोमार्कर के रूप में संवेदी घाटे की जांच करते हैं, एबीआर जैसी तकनीक स्वास्थ्य देखभाल में नियमित हो सकती है।
साहित्य में विधियों के वर्गों की जांच से पता चलता है कि प्रयोगशालाएं अक्सर एबीआर वेवफॉर्म का विश्लेषण करने के लिए मैटलैब में कस्टम स्क्रिप्ट लिखती हैं। इंटेलिजेंट हियरिंग सिस्टम द्वारा बनाए गए एबीआर प्लेटफॉर्म में वेवफॉर्म विश्लेषण के लिए एक फ़ंक्शन है, लेकिन इसके लिए एक ऑपरेटर को चोटियों और गर्तों का मैन्युअल रूप से चयन करने की आवश्यकता होती है। यहां, हमने ओपन-सोर्स, स्वतंत्र रूप से उपलब्ध सांख्यिकीय वातावरण आर और आरएसट्यूडियो इंटरफ़ेस के लिए अर्ध-स्वचालित विश्लेषण दिनचर्या लिखी है। यह रिपोर्ट हमारी दिनचर्या का उपयोग करके प्राप्त डेटा की तुलना एक प्रयोगकर्ता द्वारा चोटियों और गर्तों को मैन्युअल रूप से पहचानकर प्राप्त डेटा से करती है और दिखाती है कि दो विधियों के डेटा दृढ़ता से सहसंबद्ध हैं। महत्वपूर्ण रूप से, दिनचर्या में एक अंधापन फ़ंक्शन शामिल होता है, जिसमें नमूनों के लिए मेटाडेटा को एक अलग फ़ाइल में रखा जाता है जिसे अंत तक शामिल नहीं किया जाता है। इन कार्यों ने हमारी प्रयोगशाला के लिए तरंग विश्लेषण को सुव्यवस्थित किया है।
इस प्रकाशन में वर्णित प्रोटोकॉल को क्लिक और टोन पिप्स के लिए एबीआर के लिए वोल्टेज आयाम अनुपात और विलंबता अंतराल का वर्णन करने वाले डेटा के अधिग्रहण को सुव्यवस्थित करने में मदद करनी चाहिए। RStudio में एकल आदेशों को नियोजित करके, एक प्रयोगकर्ता सांख्यिकीय विश्लेषण के लिए एक ही दस्तावेज़ में इस जानकारी को निकाल, संकलित और प्रदर्शित कर सकता है। इस विश्लेषण को नियमित बनाकर, हम आशा करते हैं कि क्षेत्र नए तरीकों की खोज करेगा कि एबीआर को विकास में, उम्र बढ़ने में, या विभिन्न प्रजातियों में अपमान करके बदला जा सकता है। शोर 2 से सिनैप्टोपैथी के समान महत्वपूर्ण तंत्र की पहचान करने के लिए ऐसी जानकारी मूल्यवान हो सकतीहै। इस प्रयोग के लिए उपयोग किए जाने वाले युवा चूहों में अत्यधिक परिवर्तनशील प्रतिक्रियाएं थीं, संभवतः क्योंकि श्रवण ब्रेनस्टेम अभी भीइस उम्र 20 साल में परिपक्व हो रहा है। बहरहाल, परिमाणीकरण के दो तरीकों ने बहुत मजबूत सहसंबंध दिखाए (चित्रा 2)।
स्क्रिप्ट पीक पहचान के लिए डेटा के भीतर अंतराल सेट करने के लिए “टाइम.csv” नामक एक फ़ाइल का उपयोग करती है। संक्षेप में, एक निर्दिष्ट समय अंतराल में होने वाले अधिकतम वोल्टेज आयाम को “पीक 1” लेबल किया जाता है, निम्नलिखित अंतराल में होने वाले वोल्टेज न्यूनतम को “गर्त 1” लेबल किया जाता है, और इसी तरह। हमने 8 kHz से 32 kHz तक फैली आवृत्तियों का उपयोग करके 1 महीने से 12 महीने की आयु के CBA / CaJ चूहों के लिए क्लिक और टोन पिप प्रतिक्रियाओं दोनों की देरी को शामिल करने के लिए अंतराल चुना। हमने चूहों में टोन पिप प्रतिक्रियाओं को मापने के लिए उपकरण का सफलतापूर्वक उपयोग किया। मनुष्यों सहित अन्य प्रजातियों में भी समान खिड़कियों के भीतर एबीआर प्रतिक्रियाएं होती हैं, और हम उम्मीद करते हैं कि इस उपकरण का उपयोग अन्य प्रजातियों के डेटा के लिए भी किया जा सकता है। हम मनुष्यों के लिए नई समानांतर एबीआर विधि का उपयोग करने की सलाह देंगे21, जो उत्कृष्ट तरंगों का उत्पादन करता है। समय अंतराल सीमा तत्काल एबीआर प्रतिक्रियाओं का आकलन करने के लिए इस उपकरण के उपयोग को प्रतिबंधित करती है। हालांकि, हम ध्यान दें कि इस फ़ाइल में अंतराल डेटा को उपयोगकर्ताओं द्वारा भाषण या घटना से संबंधित क्षमता (ईआरपी) के लिए एबीआर प्रतिक्रियाओं के माप को स्वचालित करने के लिए बदला जा सकता है जो ध्वनि के जवाब में अलग-अलग समय पर विशिष्ट रूप से होते हैं।
इस डेटा के सांख्यिकीय उपचार की कुछ विशेषताएं उजागर करने योग्य हैं। हमारे ज्ञान के लिए, क्षेत्र में आयाम प्रगति को अलग करने के लिए एक मानकीकृत उपचार नहीं है। प्रारंभिक अध्ययनों में एनोवा22,23 का उपयोग किया गया था। यहां क्लिक श्रृंखला (चित्रा 2) के डेटा गैर-पैरामीट्रिक थे, जिससे क्रुस्कल-वालिस रैंक योग परीक्षण का उपयोग किया गया। एनोवा के समान, क्रुस्कल-वालिस रैंक योग परीक्षण एक उत्तेजना के दिए गए स्तर पर प्राप्त मूल्यों में अंतर का आकलन करता है; यही है, यह ग्राफ पर प्राप्त लाइनों की तुलना करता है। हालांकि, अन्य उपचार भी संभव हैं। जैविक रूप से, आयाम प्रगति उत्तेजना स्तर बढ़ने के साथ उच्च-दहलीज न्यूरॉन्स की अतिरिक्त भर्ती को दर्शाती है। इससे पता चलता है कि वक्र के नीचे का क्षेत्र, जो लाइनों के अभिन्न अंग का प्रतिनिधित्व करता है, अधिक प्रासंगिक उपाय हो सकता है। सामान्यीकृत आकलन समीकरणों (जीईई) का उपयोग एक अभिन्न विश्लेषण के लिए व्यक्तिगत डेटा को मॉडल करने के लिए किया जा सकता है, जैसा कि पटेल एट अल.5 में है। विशेष रूप से, जीईई विश्लेषण इन प्रयोगों के दोहराए गए उपायों के डिजाइन को ध्यान में रख सकता है। जैसा कि अधिक शोधकर्ता डेटा विश्लेषण विधियों पर चर्चा करते हैं, हम सर्वोत्तम प्रथाओं पर आम सहमति के उद्भव की उम्मीद करते हैं।
अंत में, यह पेपर एबीआर वेवफॉर्म को मापने, संकलित करने और कल्पना करने के लिए मुफ्त और उपयोग में आसान उपकरण प्रस्तुत करता है। इन उपकरणों का उपयोग इस प्रोटोकॉल का पालन करके RStudio के नौसिखिए छात्रों द्वारा किया जा सकता है, और वे बेहतर कठोरता और प्रजनन क्षमता के लिए एक अंधा कदम शामिल करते हैं। हम देखते हैं कि नियमित एबीआर वेवफॉर्म विश्लेषण अपमान, आनुवंशिक वेरिएंट और अन्य उपचारों की खोज को सक्षम करेगा जो श्रवण समारोह को प्रभावित कर सकते हैं।
The authors have nothing to disclose.
इस काम को एनआईडीसीडी से पीडब्ल्यू को दो अनुदानों द्वारा समर्थित किया गया था: आर 01 डीसी018660 और एक प्रशासनिक पूरक पुरस्कार, आर01 डीसी014261-05 एस 1।
C57BL/6J mice | Jackson Labs | 664 | |
CBA/CaJ mice | Jackson Labs | 654 | |
E-series PC | Dell | n/a (this equipment was discontinued) | This runs the IHS system. |
Mini-anechoic chamber | Industrial Acoustics Company | Special order number 104306 | This enclosure reduces noise levels for auditory testing of animals. |
Optiplex 7040 | Dell | i5-6500 | Rstudio may also be run on a Mac or Linux system. |
Universal Smart Box | Intelligent Hearing Systems | n/a (this equipment was discontinued) | Both TDT and IHS can output hearing data as ASCII files. |