Kódování jemné temporální struktury pro kochleární implantáty (TFS4CIs)

Cílem studie je zlepšit vnímání hudby a řeči u uživatelů kochleárních implantátů. Relevantním zdravotním výsledkem je kvalita jejich života. Tento návrh se zaměřuje na to, jak dobře se mohou uživatelé kochleárních implantátů naučit používat časovou jemnou strukturu, pokud jsou poskytovány jako jasné a konzistentní vodítko pro hudbu nebo hlasovou výšku. Historicky měly kochleární implantáty vyřazenou časovou jemnou strukturu a přenášely pouze informace o časování relativně pomalých fluktuací obálky. Byly učiněny pokusy obnovit temporální jemnou strukturu při stimulaci kochleárního implantátu, ale není jasné, zda předchozí pokusy byly omezeny implementací, nedostatkem zkušeností nebo inherentně fyziologií. Navrhovaný přístup je jedinečný v tom, že zkoumá percepční a fyziologickou plasticitu, ke které dochází, když je obnovena časová jemná struktura. Navrhovaný výzkum je organizován do dvou cílů, které zkoumají relativní význam místa a rychlosti stimulace pro zajištění pocitu výšky tónu (Cíl 1) a význam stimulace s dynamickou rychlostí ve srovnání s konvenčními metodami (Cíl 2). Oba cíle kombinují percepční učení, počítačově řízenou elektrodovou psychofyziku, elektrofyziologii a výpočetní neurální modelování k charakterizaci plasticity vnímání výšky u uživatelů kochleárních implantátů.

Cíl 1 zkoumá percepční a fyziologickou plasticitu spojenou s místem a rychlostí stimulace kochleárního implantátu. Uživatelé kochleárního implantátu slyší zvyšující se výšku tónu spojenou se zvyšující se frekvencí stimulace, ale tento efekt je obtížné měřit nad 300 Hz. Většina studií psychofyzické citlivosti na rychlost stimulace kochleárního implantátu nezvažovala percepční učení. Předběžné výsledky ukazují, že smysl pro výšku tónu poskytovaný mírou stimulace se tréninkem zlepšuje. Navrhovaný výzkum zkoumá percepční senzitivitu a fyziologické kódování v rámci crossover tréninkové studie s tréninkem pro výšku tónu na základě místa a rychlosti stimulace. Primární testovanou hypotézou je, že uživatelé kochleárních implantátů mají latentní schopnost slyšet výšku tónu spojenou s rychlostí stimulace, ale potřebují školení, aby se naučili používat tyto nové informace.

Cílem 2 je zjistit, zda stimulace s dynamickou frekvencí poskytuje lepší citlivost a lepší fyziologické kódování základní frekvence ve srovnání s konvenčními stimulačními metodami založenými na amplitudové modulaci stimulace konstantní rychlostí. V normální fyziologii se fáze aktivity sluchového nervu uzamyká s časovou jemnou strukturou zvuku. Vzhledem k tomu, že kochleární implantáty tyto informace obvykle zahazují, není známo, jak dobře se mohou uživatelé kochleárních implantátů naučit je používat, pokud jsou poskytovány. Cíl 2 se zaměřuje na srovnání mezi stimulací s dynamickou frekvencí, ve které je rychlost stimulace dynamicky upravována tak, aby zprostředkovávala jemnou časovou strukturu, ve srovnání s konvenčními metodami založenými na amplitudové modulaci stimulace konstantní rychlostí. Primární hypotéza je, že stimulace dynamickou rychlostí poskytuje lepší citlivost na výšku tónu a lepší fyziologické kódování ve srovnání s amplitudovou modulací stimulace konstantní rychlostí.