Codifica della struttura fine temporale per gli impianti cocleari (TFS4CIs)

L'obiettivo dello studio è migliorare la percezione della musica e del parlato per gli utenti di impianti cocleari. L'esito sanitario rilevante è la loro qualità di vita. Questa proposta si concentra sul modo in cui gli utenti di impianti cocleari possono imparare a utilizzare la struttura fine temporale se fornita come spunto chiaro e coerente per la musica o il tono della voce. Storicamente, gli impianti cocleari hanno scartato la struttura temporale fine e hanno trasmesso solo informazioni temporali di fluttuazioni dell'inviluppo relativamente lente. Sono stati fatti tentativi per ripristinare la struttura fine temporale nella stimolazione dell'impianto cocleare, ma non è chiaro se i tentativi precedenti fossero limitati dall'implementazione, dalla mancanza di esperienza o intrinsecamente dalla fisiologia. L'approccio proposto è unico in quanto esamina la plasticità percettiva e fisiologica che si verifica quando viene ripristinata la struttura fine temporale. La ricerca proposta è organizzata in due obiettivi, che esaminano la salienza relativa del luogo e della velocità di stimolazione per fornire un senso di tono (Obiettivo 1) e l'importanza della stimolazione a frequenza dinamica rispetto ai metodi convenzionali (Obiettivo 2). Entrambi gli obiettivi combinano l'apprendimento percettivo, la psicofisica degli elettrodi controllati dal computer, l'elettrofisiologia e la modellazione neurale computazionale per caratterizzare la plasticità della percezione del tono negli utenti di impianti cocleari.

L'obiettivo 1 esamina la plasticità percettiva e fisiologica associata al luogo e alla velocità di stimolazione dell'impianto cocleare. Gli utenti di impianti cocleari sentono un tono crescente associato all'aumento della frequenza di stimolazione, ma questo effetto è difficile da misurare sopra i 300 Hz. La maggior parte degli studi sulla sensibilità psicofisica al tasso di stimolazione dell'impianto cocleare non ha considerato l'apprendimento percettivo. I risultati preliminari mostrano che il senso del tono fornito dalla frequenza di stimolazione migliora con l'allenamento. La ricerca proposta esamina la sensibilità percettiva e la codifica fisiologica durante uno studio di addestramento incrociato con addestramento fornito per il tono in base al luogo e alla velocità di stimolazione. L'ipotesi principale testata è che gli utenti di impianti cocleari abbiano una capacità latente di sentire il tono associato alla frequenza di stimolazione, ma richiedono una formazione per imparare a utilizzare queste nuove informazioni.

Obiettivo 2 è determinare se la stimolazione a frequenza dinamica fornisce una migliore sensibilità e una migliore codifica fisiologica della frequenza fondamentale rispetto ai metodi di stimolazione convenzionali basati sulla modulazione di ampiezza della stimolazione a frequenza costante. Nella normale fisiologia, la fase di attività del nervo uditivo si aggancia alla struttura temporale fine del suono. Poiché gli impianti cocleari in genere scartano queste informazioni, non è noto quanto bene gli utenti di impianti cocleari possano imparare a usarle se fornite. L'obiettivo 2 si concentra sul confronto tra la stimolazione a frequenza dinamica in cui la frequenza di stimolazione viene regolata dinamicamente per trasmettere la struttura fine temporale rispetto ai metodi convenzionali basati sulla modulazione di ampiezza della stimolazione a frequenza costante. L'ipotesi principale è che la stimolazione a frequenza dinamica fornisca una migliore sensibilità al tono e una migliore codifica fisiologica rispetto alla modulazione di ampiezza della stimolazione a frequenza costante.