ヒト被験者でテストされた前庭インプラント

目的 1: VI から脳への情報伝達の最適化: 研究者は 2 つのアプローチを研究します - 頭の角速度を VI によって管膨大神経に適用される電気刺激に関連付ける伝達関数を変更します。また、VI の独自の機能を利用して、前庭求心性神経にノイズを追加します。 前者に関して、研究チームは次の場合に VI の機能をテストすることにより、伝達関数の主成分の調査を開始する予定です。速度センサーによって記録された角速度信号の時間フィルタリング (たとえば、ハイパス フィルターのコーナー周波数) が変更されます。フィルタリングされたヘッド速度を刺激強度に関連付ける双曲線正接関数の線形成分の勾配が変更されます。刺激変調のさまざまなモードを使用して、頭部速度をエンコードします (たとえば、電流パルスの振幅、速度を変更する、または振幅と速度を共変調する)。 ノイズの使用に関して、研究者は、角速度をエンコードする刺激に重畳された広帯域白色電気ノイズのさまざまな振幅を使用して、特定の伝達関数をテストし、VI から脳への情報伝達を低ノイズで改善できるかどうかを判断します。他の感覚システムで実証されているように、確率共鳴によるレベルノイズ。 これらのアプローチの有効性を判断するために、研究チームは 3 つの基本的な前庭介在行動 (眼球運動、姿勢、知覚) を測定します。 特に、角度前庭眼反射 (VOR) の振幅と閾値、ヨー軸知覚閾値、および姿勢動揺の閾値と振幅に焦点を当て、閾値を最小化する伝達関数とノイズ レベルを定義することを目標にします (例: 、信号対雑音比を最適化) し、行動応答の振幅を最大化します。 これらの研究の結果の 1 つは、予備データで示唆されているように、さまざまな行動経路がさまざまな刺激パラメーターで最適化されているかどうかを調べることです。

目的 2: 臨床状態に対する VI 刺激の影響の特徴付け: 前庭介在行動は患者の健康にとって重要であり、重度の前庭損傷後に低下します。 調査員は、VOR、姿勢/歩行、およびこれらの動作への VI の寄与を分離するパラダイム (ヨー軸回転中の VOR など) またはパラダイムを使用して知覚を定量化することにより、VI の臨床的有用性の評価を開始します。 VIによって提供される角速度情報を他の感覚運動の手がかりと合成するために脳を必要とする自己生成歩行。 調査員は、VI がアクティブ化される前 (「プレ」)、アクティブ化の 1 時間後 (「急性」、参加者がトニック VI 刺激に適応するのに十分な時間を与える)、その後毎日 3 日間、運動中のこれらの前庭障害患者を調査します。変調された刺激は、通常の活動 (「慢性」) 中に VI によって提供されます。 研究者はまた、刺激の前に参加者にいくつかのアンケートを完了させ、再び急性および慢性の刺激状態で、VI 刺激に対する主観的な反応を定量化します。 これらには、主観的なめまいと不均衡の重症度を特徴付けるアンケートが含まれます（めまいハンディキャップインベントリ[DHI]、アクティビティ固有のバランス信頼度尺度[ABC]）。オシロプシア（オシロプシア機能的影響尺度）;より一般的な生活の質の測定 (Short Form-36 Health Survey)。 これらのアンケートは、研究チームが短期間で変化を捉えるため、現在の症状のレベルを反映するように変更されます。 研究者は、「慢性」刺激状態での測定値と主観的報告が「急性」または「前」刺激状態よりも正常に近づくように、運動変調刺激の期間中に行動と症状が改善されることを期待しています。 より複雑な動作 (例: 歩行中のバランス、ABC スコア) は、孤立した角速度の手がかり (ヨー軸 VOR、オシロプシア スコアなど) に依存する行動よりもゆっくりと改善すると予測されます。 要するに、この研究は、研究者が VI の臨床的有用性をさらに調査する将来の研究のために構築するための強固な基盤を提供します。