應(yīng)用案例

【概述】

某研究團(tuán)隊(duì)使用功率放大器，搭建超聲感知實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)名稱：CPLX1基因和PV+抑制性神經(jīng)元在超聲感知中的作用

研究方向：對于一些哺乳動物物種來說，超聲波感知在日常生活中是必不可少的。例如，回聲定位微型蝙蝠和齒鯨使用超聲波進(jìn)行導(dǎo)航和定位獵物，而老鼠和大鼠則使用超聲波進(jìn)行社交交流。然而，目前尚不清楚大腦如何感知超聲。蝙蝠有1,400多種物種和最寬的聽覺靈敏度頻率范圍（從8kHz到200kHz以上），是研究哺乳動物超聲感知的理想物種。根據(jù)形態(tài)，蝙蝠可分為微型蝙蝠和巨型蝙蝠。微型蝙蝠使用超聲波回聲定位在太空中導(dǎo)航和覓食，而巨型蝙蝠主要在日常生活中使用它們發(fā)達(dá)的視覺和對人類可聽聲音的感知。因此，物種和聽覺頻率范圍的多樣性使蝙蝠成為研究超聲感知分子機(jī)制的獨(dú)特模型。

超聲感知對于許多哺乳動物至關(guān)重要，例如具有回聲定位能力的小蝙蝠和齒鯨利用超聲進(jìn)行導(dǎo)航和定位獵物，而小鼠和大鼠則利用超聲進(jìn)行社交活動。聽覺皮層作為從聽覺場景到感知表征的轉(zhuǎn)換場所，對于產(chǎn)生更高級的認(rèn)知信息至關(guān)重要。然而，關(guān)于聽覺皮層中超聲感知的研究相對較少。因此，本研究旨在通過構(gòu)建蝙蝠的高質(zhì)量參考基因組和聽覺皮層的單細(xì)胞圖譜，鑒定與超聲感知相關(guān)的細(xì)胞類群和標(biāo)志基因，揭示超聲感知的分子機(jī)制。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>通過深入探索CPLX1基因和PV+抑制性神經(jīng)元在超聲感知中的作用，揭示哺乳動物超聲感知的分子機(jī)制，為改善衰老相關(guān)聽力損失提供線索，同時也為利用單細(xì)胞組學(xué)研究特質(zhì)動物的獨(dú)特形狀提供范例。

測試設(shè)備：ATA-3090B功率放大器、信號發(fā)生器、揚(yáng)聲器、示波器

實(shí)驗(yàn)過程：本實(shí)驗(yàn)采用XR-XC404調(diào)節(jié)系統(tǒng)對注射立體定向AAV3周后的成年雄性小鼠進(jìn)行。將每只小鼠置于個位于隔音隔間的操作箱中，允許其自由探索2分鐘。播放三種音調(diào)(70-90dBSPL，16或63khz，持續(xù)30秒，并以0.4mA，2s的電擊間隔1分鐘。在波形發(fā)生器中產(chǎn)生純音，再由功率放大器ATA-3090B功率放大器供電，并在放置在地板上方15厘米的超聲波揚(yáng)聲器中播放。24小時后，小鼠進(jìn)行兩次連續(xù)測試:改變語境測試和音調(diào)測試。具體來說，改變意味著老鼠被轉(zhuǎn)移到另一個環(huán)境中，以限制環(huán)境的影響。將小鼠轉(zhuǎn)移到改變的盒子中4分鐘，以測量凍結(jié)行為，之后播放純音(70-90dBSPL，16或63kHz)1分鐘以測試聲音期間的凍結(jié)程度。為了改造改造后的盒子，將金屬網(wǎng)格地板替換為塑料板，在白色塑料墻上涂上紅色條紋，并用3%醋酸代替20%乙醇的背景氣味。

圖1-1：CPLX1基因和PV+抑制性神經(jīng)元在超聲感知中的作用實(shí)驗(yàn)框圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：通過跨物種比較發(fā)現(xiàn)，Parvalbumin（PV）+抑制性神經(jīng)元在小蝙蝠和大蝙蝠之間存在顯著差異。光纖鈣成像實(shí)驗(yàn)表明，PV+抑制性神經(jīng)元對63kHz超聲信號表現(xiàn)出明顯的鈣信號反應(yīng)。在小鼠行為學(xué)實(shí)驗(yàn)中，沉默PV+抑制性神經(jīng)元會導(dǎo)致小鼠無法感知超聲信號，這表明聽覺皮層中的PV+抑制性神經(jīng)元與超聲感知有關(guān)。在聽覺皮層PV+抑制性神經(jīng)元中，小蝙蝠的CPLX1基因（編碼complexin-1蛋白）表達(dá)水平顯著高于大蝙蝠。對小鼠Cplx1進(jìn)行擾動實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這嚴(yán)重影響了其超聲感知能力。研究還發(fā)現(xiàn)，CPLX1在小蝙蝠的整個聽覺環(huán)路中發(fā)揮作用，但在大蝙蝠中則不然。

圖1-2暴露于16kHz至63kHz，代表性個體小鼠GCaMP信號的熱圖。熱圖按ΔF/F(%)排序。色階表示AF/F(%)。

安泰放大器在此應(yīng)用中的產(chǎn)品優(yōu)勢：

一、大功率輸出能力——驅(qū)動超聲波揚(yáng)聲器，保障超聲感知行為學(xué)實(shí)驗(yàn)的可靠性

二、寬頻帶與平坦響應(yīng)——精準(zhǔn)匹配超聲測試需求，保障不同頻率下聲壓一致性

三、低失真與高輸出穩(wěn)定性——保障多輪次實(shí)驗(yàn)的激勵一致性

【推薦產(chǎn)品】：ATA-3090C功率放大器

圖：ATA-3090C功率放大器指標(biāo)參數(shù)

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測試儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。如想了解更多功率放大器等產(chǎn)品，請持續(xù)關(guān)注安泰電子官網(wǎng)m.fjiakun.cn或撥打029-88865020。

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