Kodierung der zeitlichen Feinstruktur für Cochlea-Implantate (TFS4CIs)

Ziel der Studie ist die Verbesserung der Musik- und Sprachwahrnehmung für Cochlea-Implantat-Träger. Das relevante Gesundheitsergebnis ist ihre Lebensqualität. Dieser Vorschlag konzentriert sich darauf, wie gut Cochlea-Implantat-Benutzer lernen können, die zeitliche Feinstruktur zu nutzen, wenn sie als klarer und konsistenter Hinweis für Musik oder Stimmlage bereitgestellt wird. In der Vergangenheit haben Cochlea-Implantate auf eine zeitliche Feinstruktur verzichtet und nur Zeitinformationen relativ langsamer Hüllkurvenschwankungen übertragen. Es wurden Versuche unternommen, die zeitliche Feinstruktur bei der Cochlea-Implantat-Stimulation wiederherzustellen, es ist jedoch unklar, ob frühere Versuche durch die Umsetzung, mangelnde Erfahrung oder inhärent durch die Physiologie eingeschränkt wurden. Der vorgeschlagene Ansatz ist insofern einzigartig, als er die wahrnehmungsbezogene und physiologische Plastizität untersucht, die auftritt, wenn die zeitliche Feinstruktur wiederhergestellt wird. Die vorgeschlagene Forschung gliedert sich in zwei Ziele, die die relative Bedeutung von Stimulationsort und -frequenz für die Vermittlung eines Tonhöhengefühls (Ziel 1) und die Bedeutung der Stimulation mit dynamischer Frequenz im Vergleich zu herkömmlichen Methoden (Ziel 2) untersuchen. Beide Ziele kombinieren Wahrnehmungslernen, computergesteuerte Elektrodenpsychophysik, Elektrophysiologie und computergestützte neuronale Modellierung, um die Plastizität der Tonhöhenwahrnehmung bei Cochlea-Implantat-Benutzern zu charakterisieren.

Ziel 1 untersucht die wahrnehmungsbezogene und physiologische Plastizität, die mit Ort und Geschwindigkeit der Cochlea-Implantat-Stimulation verbunden ist. Träger von Cochlea-Implantaten hören eine zunehmende Tonhöhe, die mit einer zunehmenden Stimulationsfrequenz einhergeht. Dieser Effekt ist oberhalb von 300 Hz jedoch schwer zu messen. In den meisten Studien zur psychophysischen Empfindlichkeit gegenüber der Stimulationsrate eines Cochlea-Implantats wurde das Wahrnehmungslernen nicht berücksichtigt. Vorläufige Ergebnisse zeigen, dass sich das durch die Stimulationsfrequenz vermittelte Gefühl für die Tonhöhe mit dem Training verbessert. Die vorgeschlagene Forschung untersucht die Wahrnehmungsempfindlichkeit und die physiologische Kodierung im Rahmen einer Crossover-Trainingsstudie, wobei die Tonhöhe basierend auf dem Ort und der Stimulationsrate trainiert wird. Die getestete Haupthypothese ist, dass Cochlea-Implantat-Benutzer eine latente Fähigkeit haben, die mit der Stimulationsfrequenz verbundene Tonhöhe zu hören, aber sie müssen geschult werden, um zu lernen, wie man diese neuen Informationen nutzt.

Ziel 2 besteht darin, festzustellen, ob die Stimulation mit dynamischer Frequenz im Vergleich zu herkömmlichen Stimulationsmethoden, die auf der Amplitudenmodulation der Stimulation mit konstanter Frequenz basieren, eine bessere Empfindlichkeit und eine bessere physiologische Kodierung der Grundfrequenz bietet. In der normalen Physiologie ist die Phase der Hörnervenaktivität an die zeitliche Feinstruktur des Klangs gekoppelt. Da Cochlea-Implantate diese Informationen normalerweise verwerfen, ist nicht bekannt, wie gut Cochlea-Implantat-Benutzer lernen können, sie zu verwenden, wenn sie bereitgestellt werden. Ziel 2 konzentriert sich auf den Vergleich zwischen der Stimulation mit dynamischer Frequenz, bei der die Stimulationsfrequenz dynamisch angepasst wird, um eine zeitliche Feinstruktur zu vermitteln, im Vergleich zu herkömmlichen Methoden, die auf der Amplitudenmodulation der Stimulation mit konstanter Frequenz basieren. Die primäre Hypothese ist, dass die Stimulation mit dynamischer Frequenz im Vergleich zur Amplitudenmodulation einer Stimulation mit konstanter Frequenz eine bessere Tonhöhenempfindlichkeit und eine bessere physiologische Kodierung bietet.