قياس الحدقة لتقييم الإحساس السمعي في خنازير غينيا

يمكن أن يتأثر قطر التلميذ (PD) بعدد كبير من العوامل ويعرف قياس PD الذي يتغير بمرور الوقت باسم قياس حدقة العين. يتم التحكم في مرض باركنسون بواسطة العضلة العاصرة للقزحية (المشاركة في الانقباض) والعضلة الموسعة للقزحية (المشاركة في التمدد). يتم تعصيب عضلة الانقباض بواسطة الجهاز السمبتاوي وتتضمن إسقاطات كولينية ، في حين أن موسع القزحية يعصب بالجهاز الودي الذي يتضمن إسقاطات نورادرينالية وكولينية¹،^2،3. الحافز الأكثر شهرة للحث على تغييرات PD هو انقباض النصوع ويمكن أن تنتج استجابات التمدد للتبؤذ عن طريق الاختلافات في شدة الضوء المحيط². يتغير PD أيضا كدالة للبعد^{البؤري 2}. ومع ذلك ، فقد كان معروفا منذ عقود أن PD يظهر أيضا تقلبات غير مرتبطة بالنصوع⁴،^5،6،7. على سبيل المثال ، يمكن أن تؤدي التغييرات في الحالات العقلية الداخلية إلى تغييرات عابرة في مرض باركنسون. يتوسع التلميذ استجابة للمنبهات المشحونة عاطفيا أو يزداد مع الإثارة⁴،^5،8،9. يمكن أن يرتبط اتساع حدقة العين أيضا بآليات معرفية أخرى ، مثل زيادة الجهد العقلي أو الانتباه¹⁰،¹¹،^12،13. بسبب هذه العلاقة بين اختلافات حجم حدقة العين والحالات العقلية ، تم استكشاف تغييرات PD كعلامة على الاضطرابات السريرية مثل الفصام 14،¹⁵ ، والقلق 16،17،18 ، ومرض باركنسون ¹⁹،^{20 ،} ومرض الزهايمر²¹ ، من بين أمور أخرى. في الحيوانات ، تتعقب تغييرات PD الحالات السلوكية الداخلية وترتبط بمستويات النشاط العصبي في المناطق القشرية²²،²³،^24،25. كما ثبت أن قطر التلميذ مؤشر موثوق لحالة النوم في الفئران²⁶. عادة ما تحدث تغييرات PD المتعلقة بالإثارة والحالة الداخلية على نطاقات زمنية طويلة بترتيب عدة عشرات من الثواني.

في مجال أبحاث السمع ، في السمع العادي وكذلك في الأشخاص ضعاف السمع ، تم تقييم جهد الاستماع والإدراك السمعي باستخدام قياس الحدقة العينية. تتضمن هذه الدراسات عادة موضوعات بحثية مدربة²⁷،²⁸،^29،30 تؤدي أنواعا مختلفة من مهام الكشف أو التعرف. بسبب العلاقة المذكورة أعلاه بين الإثارة و PD ، فقد تبين أن زيادة مشاركة المهام وجهد الاستماع مرتبطان بزيادة استجابات اتساع حدقة العين 30،^31،32،³³،^34،35. وبالتالي ، تم استخدام قياس الحدقة لإثبات أن جهد الاستماع المتزايد يبذل للتعرف على الكلام المتدهور طيفيا في مستمعي السمع الطبيعي^29,36. في المستمعين ضعاف السمع ، مثل البشر الذين يعانون من فقدان السمع المرتبط بالعمر²⁷،30،³⁷،³⁸،³⁹،⁴⁰،⁴¹ ومستخدمي غرسة القوقعة^{الصناعية 42}،^{43 ،} زادت استجابات التلاميذ أيضا مع انخفاض وضوح الكلام. ومع ذلك ، أظهر المستمعون ضعاف السمع توسعا أكبر في حدقة العين في ظروف استماع أسهل مقارنة بالأشخاص العاديين الذين يخاضعون للسمع²⁷،30،³⁷،³⁸،³⁹،⁴⁰،⁴¹،^42،43. لكن التجارب التي تتطلب من المستمع أداء مهمة التعرف ليست ممكنة دائما – على سبيل المثال ، عند الرضع ، أو في بعض النماذج الحيوانية. وبالتالي ، يمكن أن تكون استجابات التلميذ غير المرتبطة بالإنارة التي تثيرها المحفزات الصوتية طريقة بديلة قابلة للتطبيق لتقييم الكشف السمعي في هذه الحالات^44,45. أظهرت الدراسات السابقة تمدد حدقة العين العابر والمرتبط بالتحفيز كجزء من منعكس التوجيه⁴⁶. أظهرت الدراسات اللاحقة استخدام توسعات حدقة العين المرتبطة بالتحفيز لاشتقاق منحنيات حساسية التردد في البوم^47,48. في الآونة الأخيرة ، تم تكييف هذه الأساليب لتقييم حساسية استجابة اتساع حدقة العين عند الرضع⁴⁸. لقد ثبت أن قياس الحدقة هو نهج موثوق وغير جراحي لتقدير عتبات الكشف السمعي والتمييز في الاستماع السلبي لخنازير غينيا (GPs) باستخدام مجموعة واسعة من المحفزات البسيطة (النغمات) والمعقدة (أصوات GP)⁴⁹. تحدث هذه التغييرات المرتبطة بالتحفيز عادة في نطاقات زمنية أسرع بعدة ثوان وترتبط بتوقيت التحفيز. هنا ، يقترح قياس حدقة العين لتغيرات PD المرتبطة بالتحفيز كطريقة لدراسة التأثيرات السلوكية لأنواع مختلفة من ضعف السمع في النماذج الحيوانية. على وجه الخصوص ، يتم وصف بروتوكولات قياس الحدقة للاستخدام في الأطباء العامين ، وهو نموذج حيواني راسخ لأنواع مختلفة من الأمراض السمعية 50،⁵¹،52،^{53،54،55،56} (انظر أيضا المرجع ⁵⁷ للحصول على مراجعة شاملة).

على الرغم من أن هذه التقنية موضحة في الممارسين العامين ذوي السمع الطبيعي ، إلا أنه يمكن تكييف هذه الأساليب بسهولة مع النماذج الحيوانية الأخرى والنماذج الحيوانية لمختلف الأمراض السمعية. الأهم من ذلك ، يمكن دمج قياس الحدقة مع قياسات أخرى غير جراحية مثل EEG ، وكذلك مع التسجيلات الفيزيولوجية الكهربية الغازية من أجل دراسة الآليات الكامنة وراء الكشف عن الصوت المحتمل وعجز الإدراك. أخيرا ، يمكن أيضا استخدام هذا النهج لإنشاء أوجه تشابه واسعة بين النماذج البشرية والحيوانية.