An Menschen getestete Vestibularimplantate

Ziel 1: Optimierung der Informationsübertragung vom VI zum Gehirn: Die Forscher werden zwei Ansätze untersuchen - Änderung der Übertragungsfunktion, die die Winkelgeschwindigkeit des Kopfes mit der elektrischen Stimulation in Beziehung setzt, die durch das VI auf die Ampullennerven des Kanals ausgeübt wird; und Nutzung der einzigartigen Fähigkeit des VIs, Vestibulärafferenzen Rauschen hinzuzufügen. In Bezug auf Ersteres plant das Studienteam, die Untersuchung der Hauptkomponenten der Transferfunktion einzuleiten, indem es die Fähigkeiten des VI testet, wenn - die Grundlinien-Ruhestimulationsfrequenz nach oben oder unten modifiziert wird; die zeitliche Filterung (z. B. Eckfrequenz des Hochpassfilters) des vom Ratensensor aufgenommenen Winkelgeschwindigkeitssignals wird modifiziert; die Steigung der linearen Komponente der hyperbolischen Tangensfunktion, die die gefilterte Kopfgeschwindigkeit mit der Stimulationsstärke in Beziehung setzt, wird geändert; und verschiedene Modi der Stimulationsmodulation werden verwendet, um die Kopfgeschwindigkeit zu codieren (z. B. Modifizieren der Amplitude, der Rate oder Komodulieren der Amplitude und Rate der Stromimpulse). In Bezug auf die Verwendung von Rauschen werden die Forscher eine gegebene Übertragungsfunktion mit unterschiedlichen Amplituden von breitbandigem weißem elektrischem Rauschen testen, das der Stimulation überlagert ist, die die Winkelgeschwindigkeit codiert, um festzustellen, ob die Informationsübertragung vom VI zum Gehirn mit niedriger Geschwindigkeit verbessert werden kann. Pegelrauschen über stochastische Resonanz, wie es in anderen sensorischen Systemen demonstriert wurde. Um die Wirksamkeit dieser Ansätze zu bestimmen, wird das Studienteam die drei grundlegenden vestibulär vermittelten Verhaltensweisen (Augenbewegungen, Körperhaltung und Wahrnehmung) messen. Insbesondere konzentrieren wir uns auf die Amplitude und den Schwellenwert des eckigen vestibulo-okularen Reflexes (VOR), die Wahrnehmungsschwellen der Gierachse und die Schwellenwerte und die Amplitude der posturalen Schwankung, mit dem Ziel, die Übertragungsfunktion und den Rauschpegel zu definieren, die die Schwellenwerte minimieren (z. , optimiert das Signal-Rausch-Verhältnis) und maximiert die Amplitude der Verhaltensreaktionen. Eine Folge dieser Studien ist die Untersuchung, ob die verschiedenen Verhaltenspfade mit unterschiedlichen Stimulusparametern optimiert werden, wie die vorläufigen Daten vermuten lassen.

Ziel 2: Charakterisierung der Auswirkungen der VI-Stimulation auf den klinischen Zustand: Vestibulär vermittelte Verhaltensweisen sind entscheidend für das Wohlbefinden des Patienten und werden nach schweren vestibulären Schäden abgebaut. Die Prüfärzte werden die Bewertung des klinischen Nutzens des VI einleiten, indem sie VOR, Körperhaltung/Gang und Wahrnehmung quantifizieren, indem sie Paradigmen verwenden, die die Beiträge des VI zu diesen Verhaltensweisen (z. B. VOR während der Rotation der Gierachse) oder Paradigmen, die normale Aktivitäten wie z selbsterzeugtes Gehen, bei dem das Gehirn die vom VI bereitgestellten Winkelgeschwindigkeitsinformationen mit anderen sensomotorischen Hinweisen synthetisieren muss. Die Forscher werden diese vestibulopathischen Patienten untersuchen, bevor das VI aktiviert wird („prä“), eine Stunde nach der Aktivierung („akut“, was den Teilnehmern ausreichend Zeit gibt, sich an die tonische VI-Stimulation anzupassen) und dann täglich für drei Tage, während Bewegung- modulierte Stimulation wird vom VI während normaler Aktivitäten ('chronisch') bereitgestellt. Die Ermittler lassen die Teilnehmer auch mehrere Fragebögen vor der Stimulation und erneut in den akuten und chronischen Stimulationszuständen ausfüllen, um ihre subjektiven Reaktionen auf die VI-Stimulation zu quantifizieren. Dazu gehören Fragebögen, die den Schweregrad des subjektiven Schwindels und des Ungleichgewichts charakterisieren (Dizziness Handicap Inventory [DHI], Activity Specific Balance Confidence Scale [ABC]); Oscillopsia (die Oscillopsia Functional Impact Scale); und eine allgemeinere Messung der Lebensqualität (Short Form-36 Health Survey). Diese Fragebögen werden so modifiziert, dass sie den aktuellen Stand der Symptomatologie widerspiegeln, da das Studienteam Änderungen über einen kurzen Zeitraum erfassen wird. Die Forscher erwarten, dass sich das Verhalten und die Symptome während des Zeitraums der bewegungsmodulierten Stimulation verbessern werden, sodass die Messungen und subjektiven Berichte im „chronischen“ Stimulationszustand näher am Normalzustand sein werden als während der „akuten“ oder „vor“-Stimulationszustände. Komplexere Verhaltensweisen (z. Gleichgewicht beim Gehen, ABC-Scores) werden sich voraussichtlich langsamer verbessern als Verhaltensweisen, die auf isolierten Winkelgeschwindigkeitshinweisen beruhen (z. B. Gierachsen-VOR, Oscillopsia-Scores). Zusammenfassend stellt diese Studie eine solide Grundlage dar, auf der zukünftige Forschungen aufbauen können, in denen die Forscher den klinischen Nutzen des VI weiter untersuchen werden.