Davranış halindeki sıçanlarda birincil beden duyusu korteksinin mikro-uyarımı ile yapay dokunma hissinin oluşturulması

Bu tez çalışmasında, sıçanlar mekanik sinuzoidal titreşimlerin (uyartı süresi: 0.5 s, tepe genliği: 200 um, frekans: 40 Hz) varlığını ya da yokluğunu algılamaya şartlandırılmıştır. Şartlandırma için yeni bir mekanik uyarım sistemi ile donatılmış işlemsel şartlandırma kabini tasarlanmıştır. Psikofiziksel deneylerde, sıçanlara ait psikometrik eğriler üç frekansta (40 Hz, 60 Hz ve 80 Hz) elde edilmiştir. Daha sonra, sıçanların birincil beden duyusu korteksinin arka ayak bölgesine mikro-elektrotlar yerleştirilmiş ve sıçanlar iki-fazlı yük-dengeli akım darbelerini (ICMS) (darbe genişliği: 600 us, akım seviyesi: 20-200 uA) algılamaya şartlandırılmıştır. Psikofziksel deneylerle mekanik deneylerde olduğu gibi psikometrik eğriler elde edilmiştir. Mekanik ve ICMS deneylerinden toplanan psikometrik verilere uyaran genlik ve frekansına göre yüzey eğrileri uydurulmuştur. Elde edilen psikometrik fonksiyonlar ile beş sıçan için psikometrik denklik fonksiyonları (PCF) üretilmiştir. PCF'ler belirlenen bir frekansta verilen mekanik titreşim genliğine psikometrik olarak denk gelen akım genliğini hesaplamakta kullanılmıştır. PCF'ler ile oluşturulan modelin doğruluğu ayrı bir davranışsal deneyde beş frekansta (40 Hz, 50 Hz, 60 Hz, 70 Hz ve 80 Hz) test edilmiştir. Bu deneylerde, yüksek genlikte bir mekanik uyaran ile algılama görevi yapan sıçanlara içerisinde mekanik ya da ICMS uyaranlardan birinin bulunduğu ödül verilmeyen denemeler sunulmuştur. Bu denemelerde kullanılan mekanik ve ICMS uyaranların genlikleri PCF ile birbirlerine eşleştirilmiştir. Kolmogorov-Smirnov testinin sonucuna göre, mekanik ve ICMS uyaranlar benzer psikometrik eğriler üretmiştir (beş frekans ve beş sıçan için tüm p değerleri >0.05). Böylelikle, psikometrik denkliklere dayalı bu metot beden duyusu protezlerinde kullanılan ICMS uyaranına ait genlik ve frekansın modüle edilmesi için uygun görünmektedir.