Vestibulaariset implantit, jotka on testattu ihmisillä

Tavoite 1: Tiedonsiirron optimointi VI:stä aivoihin: tutkijat tutkivat kahta lähestymistapaa - siirtofunktion muuttaminen, joka yhdistää pään kulmanopeuden VI:n kanavan ampullaarisiin hermoihin kohdistuvaan sähköiseen stimulaatioon; ja hyödyntää VI:n ainutlaatuista kykyä lisätä melua vestibulaarisiin afferenteihin. Edellisen osalta tutkimusryhmä suunnittelee aloittavansa siirtofunktion pääkomponenttien tutkimuksen testaamalla VI:n kykyjä, kun - perustason lepostimulaatiotaajuutta muutetaan ylös tai alas; nopeusanturin tallentaman kulmanopeussignaalin ajallista suodatusta (esim. ylipäästösuodattimen kulmataajuutta) muutetaan; hyperbolisen tangentin funktion lineaarisen komponentin kaltevuus, joka suhteuttaa suodatetun pään nopeuden stimulaation voimakkuuteen, muuttuu; ja erilaisia ​​stimulaatiomodulaatiotapoja käytetään koodaamaan pään nopeutta (esim. muuttamalla amplitudia, nopeutta tai yhteismoduloimalla virtapulssien amplitudia ja nopeutta). Mitä tulee kohinan käyttöön, tutkijat testaavat tiettyä siirtofunktiota laajakaistaisen valkoisen sähköisen kohinan eri amplitudilla päällekkäin kulmanopeutta koodaavan stimulaation kanssa määrittääkseen, voidaanko tiedon siirtoa parantaa VI:stä aivoihin alhaisella kohinalla. stokastisen resonanssin kautta, kuten on osoitettu muissa aistijärjestelmissä. Näiden lähestymistapojen tehokkuuden määrittämiseksi tutkimusryhmä mittaa kolmea vestibulaarivälitteistä peruskäyttäytymistä (silmien liikkeet, asento ja havainto). Keskitymme erityisesti kulma-vestibulo-okulaarisen refleksin (VOR) amplitudiin ja kynnykseen, kääntöakselin havaintokynnyksiin ja asennon heilahtelukynnyksiin ja amplitudiin tavoitteenaan määrittää siirtofunktio ja melutaso, joka minimoi kynnysarvot (e. , optimoi signaali-kohinasuhteen) ja maksimoi käyttäytymisvasteiden amplitudin. Yksi näiden tutkimusten seuraus on tutkia, ovatko erilaiset käyttäytymisreitit optimoituja erilaisilla ärsykeparametreilla, kuten alustavat tiedot ehdottavat.

Tavoite 2: VI-stimulaation vaikutusten karakterisointi kliiniseen tilaan: Vestibulaarivälitteiset käytökset ovat ratkaisevan tärkeitä potilaan hyvinvoinnille ja heikkenevät vakavien vestibulaarivaurioiden jälkeen. Tutkijat aloittavat VI:n kliinisen hyödyn arvioinnin kvantifioimalla VOR:n, asennon/kävelyn ja havainnon käyttämällä paradigmoja, jotka eristävät VI:n vaikutuksen näihin käyttäytymismalleihin (esim. VOR kääntöakselin pyörimisen aikana), tai paradigmoja, jotka toistavat normaalit toiminnot, kuten itse tuotettu kävely, joka vaatii aivot syntetisoimaan VI:n tarjoamat kulmanopeustiedot muiden sensorimotoristen vihjeiden kanssa. Tutkijat tutkivat näitä vestibulopaattisia potilaita ennen VI:n aktivoitumista ("ennen"), tunnin kuluttua aktivoinnista ("akuutti", mikä antaa osallistujille riittävästi aikaa sopeutua tonic VI-stimulaatioon) ja sitten päivittäin kolmen päivän ajan liikkeen aikana. VI tarjoaa moduloidun stimulaation normaalin toiminnan aikana ("krooninen"). Tutkijat myös pyytävät osallistujia täyttämään useita kyselylomakkeita ennen stimulaatiota ja uudelleen akuutissa ja kroonisessa stimulaatiotilassa kvantifioidakseen subjektiiviset vasteensa VI-stimulaatioon. Näihin kuuluu kyselylomakkeita, jotka kuvaavat subjektiivisen huimauksen ja epätasapainon vakavuutta (Diziness Handicap Inventory [DHI], Activities Specific Balance Confidence Scale [ABC]); oscillopsia (Oscillopsia Functional Impact Scale); ja yleisempi elämänlaadun mittaus (Short Form-36 Health Survey). Näitä kyselylomakkeita muutetaan siten, että ne kuvastavat oireiden nykyistä tasoa, koska tutkimusryhmä havaitsee muutokset lyhyellä aikavälillä. Tutkijat odottavat, että käyttäytyminen ja oireet paranevat liikemoduloidun stimulaation aikana siten, että mittaukset ja subjektiiviset raportit "kroonisessa" stimulaatiotilassa ovat lähempänä normaalia kuin "akuutin" tai "ennen" stimulaatiotilojen aikana. Monimutkaisempia käyttäytymismalleja (esim. tasapaino kävellessä, ABC-pisteet) ennustetaan paranevan hitaammin kuin käyttäytymisen, joka perustuu eristettyihin kulmanopeusvihjeisiin (esim. kiertoakselin VOR, oscillopsia-pisteet). Kaiken kaikkiaan tämä tutkimus antaa vankan pohjan tulevalle tutkimukselle, jossa tutkijat tutkivat edelleen VI:n kliinistä käyttökelpoisuutta.