Kodowanie drobnej struktury skroniowej dla implantów ślimakowych (TFS4CIs)

Celem badania jest poprawa percepcji muzyki i mowy u użytkowników implantu ślimakowego. Istotnym wynikiem zdrowotnym jest ich jakość życia. Ta propozycja koncentruje się na tym, jak dobrze użytkownicy implantów ślimakowych mogą nauczyć się korzystać z subtelnej struktury czasowej, jeśli są one dostarczane jako wyraźna i spójna wskazówka dotycząca muzyki lub tonu głosu. Historycznie rzecz biorąc, implanty ślimakowe odrzucały drobną strukturę czasową i przekazywały jedynie informacje o taktowaniu stosunkowo powolnych fluktuacji obwiedni. Podejmowano próby przywrócenia delikatnej struktury skroniowej w stymulacji implantu ślimakowego, ale nie jest jasne, czy wcześniejsze próby były ograniczone przez wdrożenie, brak doświadczenia lub z natury fizjologię. Proponowane podejście jest wyjątkowe, ponieważ bada percepcyjną i fizjologiczną plastyczność, która pojawia się, gdy przywracana jest subtelna struktura czasowa. Proponowane badania są podzielone na dwa cele, które badają względną istotność miejsca i tempa stymulacji dla zapewnienia poczucia tonu (Cel 1) oraz istotność stymulacji z dynamiczną częstotliwością w porównaniu z metodami konwencjonalnymi (Cel 2). Oba cele łączą uczenie się percepcyjne, sterowaną komputerowo psychofizykę elektrod, elektrofizjologię i obliczeniowe modelowanie neuronowe, aby scharakteryzować plastyczność percepcji tonu u użytkowników implantów ślimakowych.

Cel 1 bada plastyczność percepcyjną i fizjologiczną związaną z miejscem i szybkością stymulacji implantu ślimakowego. Użytkownicy implantów ślimakowych słyszą rosnącą tonację związaną ze wzrostem częstotliwości stymulacji, ale efekt ten jest trudny do zmierzenia powyżej 300 Hz. Większość badań nad wrażliwością psychofizyczną na szybkość stymulacji implantu ślimakowego nie uwzględniała uczenia się percepcyjnego. Wstępne wyniki pokazują, że wraz z treningiem poprawia się poczucie wysokości dźwięku, jakie daje tempo stymulacji. Proponowane badania badają wrażliwość percepcyjną i kodowanie fizjologiczne podczas badania treningu krzyżowego z treningiem przewidzianym dla tonu na podstawie miejsca i tempa stymulacji. Podstawowa testowana hipoteza głosi, że użytkownicy implantów ślimakowych mają ukrytą zdolność słyszenia tonu związaną z tempem stymulacji, ale wymagają szkolenia, aby nauczyć się wykorzystywać te nowe informacje.

Celem 2 jest określenie, czy stymulacja dynamiczna zapewnia lepszą czułość i lepsze fizjologiczne kodowanie częstotliwości podstawowej w porównaniu z konwencjonalnymi metodami stymulacji opartymi na modulacji amplitudy stymulacji o stałej szybkości. W normalnej fizjologii faza aktywności nerwu słuchowego jest związana z czasową subtelną strukturą dźwięku. Ponieważ implanty ślimakowe zazwyczaj odrzucają te informacje, nie wiadomo, jak dobrze użytkownicy implantów ślimakowych mogą nauczyć się ich używać, jeśli są dostępne. Cel 2 koncentruje się na porównaniu stymulacji z dynamiczną szybkością, w której szybkość stymulacji jest dynamicznie dostosowywana w celu przekazania dokładnej struktury czasowej, z konwencjonalnymi metodami opartymi na modulacji amplitudy stymulacji o stałej szybkości. Podstawowa hipoteza jest taka, że ​​stymulacja dynamiczna zapewnia lepszą czułość tonu i lepsze kodowanie fizjologiczne w porównaniu z modulacją amplitudy stymulacji o stałej szybkości.