Implantes vestibulares probados en seres humanos

Objetivo 1: optimizar la transferencia de información del VI al cerebro: los investigadores estudiarán dos enfoques: alterar la función de transferencia que relaciona la velocidad angular de la cabeza con la estimulación eléctrica aplicada por el VI a los nervios ampulares del canal; y utilizando la capacidad única del VI para agregar ruido a los aferentes vestibulares. Con respecto a lo primero, el equipo de estudio planea iniciar la investigación de los componentes principales de la función de transferencia probando las capacidades del VI cuando: la tasa de estimulación en reposo de referencia se modifica hacia arriba o hacia abajo; se modifica el filtrado temporal (por ejemplo, frecuencia de esquina del filtro de paso alto) de la señal de velocidad angular registrada por el sensor de velocidad; se modifica la pendiente de la componente lineal de la función tangente hiperbólica que relaciona la velocidad de la cabeza filtrada con la fuerza de la estimulación; y se utilizan diferentes modos de modulación de la estimulación para codificar la velocidad de la cabeza (p. ej., modificando la amplitud, la frecuencia o comodulando la amplitud y la frecuencia de los pulsos de corriente). Con respecto al uso de ruido, los investigadores probarán una función de transferencia determinada con diferentes amplitudes de ruido eléctrico blanco de banda ancha superpuesto a la estimulación que codifica la velocidad angular, para determinar si se puede mejorar la transferencia de información desde el VI al cerebro con bajo nivel de ruido. Nivel de ruido a través de resonancia estocástica, como se ha demostrado en otros sistemas sensoriales. Para determinar la eficacia de estos enfoques, el equipo de estudio medirá los tres comportamientos básicos mediados por vestibular (movimientos oculares, postura y percepción). En particular, nos centraremos en la amplitud y el umbral del reflejo vestíbulo-ocular angular (VOR), los umbrales de percepción del eje de guiñada y los umbrales y la amplitud del balanceo postural, con el objetivo de definir la función de transferencia y el nivel de ruido que minimiza los umbrales (p. , optimiza la relación señal-ruido) y maximiza la amplitud de las respuestas conductuales. Un corolario de estos estudios es examinar si las diferentes vías de comportamiento se optimizan con diferentes parámetros de estímulo, como sugieren los datos preliminares.

Objetivo 2: caracterizar los efectos de la estimulación VI en el estado clínico: los comportamientos mediados por vestibular son cruciales para el bienestar del paciente y se degradan después de un daño vestibular grave. Los investigadores iniciarán la evaluación de la utilidad clínica del VI cuantificando el VOR, la postura/marcha y la percepción usando paradigmas que aíslen las contribuciones del VI a estos comportamientos (p. ej., VOR durante la rotación del eje de guiñada) o paradigmas que recapitulen actividades normales como caminar autogenerado, que requiere que el cerebro sintetice la información de velocidad angular proporcionada por el VI con otras señales sensoriomotoras. Los investigadores estudiarán a estos pacientes vestibulopáticos antes de que se active el VI ("pre"), una hora después de la activación ("aguda", lo que les da a los participantes el tiempo adecuado para adaptarse a la estimulación tónica del VI) y luego diariamente durante tres días mientras están en movimiento. la estimulación modulada es proporcionada por el VI durante las actividades normales ("crónicas"). Los investigadores también harán que los participantes completen varios cuestionarios antes de la estimulación y nuevamente en los estados de estimulación aguda y crónica para cuantificar sus respuestas subjetivas a la estimulación VI. Estos incluirán cuestionarios que caractericen la gravedad del mareo subjetivo y el desequilibrio (Dizziness Handicap Inventory [DHI], Activities Specific Balance Confidence Scale [ABC]); oscillopsia (la Escala de Impacto Funcional de Oscillopsia); y una medición más general de la calidad de vida (encuesta de salud Short Form-36). Estos cuestionarios se modificarán para que reflejen los niveles actuales de sintomatología, ya que el equipo del estudio captará los cambios en un período de tiempo breve. Los investigadores esperan que el comportamiento y los síntomas mejoren durante el período de estimulación modulada por movimiento, de modo que las mediciones y los informes subjetivos en el estado de estimulación 'crónica' estarán más cerca de lo normal que durante los estados de estimulación 'aguda' o 'pre'. Comportamientos más complejos (p. equilibrio al caminar, puntajes ABC) mejoran más lentamente que los comportamientos que se basan en señales aisladas de velocidad angular (p. ej., VOR del eje de guiñada, puntajes de oscilopsia). En resumen, este estudio proporcionará una base sólida para futuras investigaciones en las que los investigadores examinarán más a fondo la utilidad clínica del VI.