Implantes vestibulares testados em seres humanos

Objectivo1: Optimizar a transferência de informação do VI para o cérebro: os investigadores irão estudar duas abordagens - alterar a função de transferência que relaciona a velocidade angular da cabeça com a estimulação eléctrica aplicada pelo VI aos nervos ampulares do canal; e utilizando a capacidade exclusiva do VI de adicionar ruído aos aferentes vestibulares. Em relação ao primeiro, a equipe de estudo planeja iniciar a investigação dos principais componentes da função de transferência, testando as capacidades do VI quando - a taxa de estimulação de repouso da linha de base é modificada para cima ou para baixo; a filtragem temporal (por exemplo, frequência de canto do filtro passa-alto) do sinal de velocidade angular registrado pelo sensor de taxa é modificada; a inclinação do componente linear da função tangente hiperbólica que relaciona a velocidade da cabeça filtrada à força de estimulação é alterada; e diferentes modos de modulação de estimulação são usados ​​para codificar a velocidade da cabeça (por exemplo, modificando a amplitude, a taxa ou comodulando a amplitude e a taxa dos pulsos de corrente). Com relação ao uso de ruído, os pesquisadores testarão uma determinada função de transferência com diferentes amplitudes de ruído elétrico branco de banda larga sobreposto à estimulação que codifica a velocidade angular, para determinar se a transferência de informações pode ser melhorada do VI para o cérebro com baixo nível de ruído via ressonância estocástica, como foi demonstrado em outros sistemas sensoriais. Para determinar a eficácia dessas abordagens, a equipe de estudo medirá os três comportamentos básicos mediados pelo vestibular (movimentos oculares, postura e percepção). Em particular, vamos nos concentrar na amplitude e limiar do reflexo angular vestíbulo-ocular (VOR), limiares de percepção do eixo de guinada e limiares e amplitude de oscilação postural, com o objetivo de definir a função de transferência e o nível de ruído que minimiza os limiares (p. , otimiza a relação sinal-ruído) e maximiza a amplitude das respostas comportamentais. Um corolário desses estudos é examinar se as diferentes vias comportamentais são otimizadas com diferentes parâmetros de estímulo, conforme sugerido pelos dados preliminares.

Objetivo 2: Caracterizar os efeitos da estimulação VI no estado clínico: Os comportamentos mediados pelo vestibular são cruciais para o bem-estar do paciente e são degradados após danos vestibulares graves. Os investigadores iniciarão a avaliação da utilidade clínica do VI quantificando o VOR, postura/marcha e percepção usando paradigmas que isolam as contribuições do VI para esses comportamentos (por exemplo, VOR durante a rotação do eixo de guinada) ou paradigmas que recapitulam atividades normais, como caminhada autogerada, que exige que o cérebro sintetize as informações de velocidade angular fornecidas pelo VI com outras pistas sensório-motoras. Os investigadores estudarão esses pacientes vestibulopatas antes que o VI seja ativado ('pré'), uma hora após a ativação ('agudo', que permite aos participantes tempo adequado para se adaptar à estimulação tônica do VI) e, em seguida, diariamente por três dias durante o movimento. a estimulação modulada é fornecida pelo VI durante as atividades normais ('crônica'). Os investigadores também farão com que os participantes preencham vários questionários antes da estimulação e novamente nos estados de estimulação aguda e crônica para quantificar suas respostas subjetivas à estimulação VI. Estes incluirão questionários que caracterizam a gravidade subjetiva da tontura e desequilíbrio (Dizziness Handicap Inventory [DHI], Activities Specific Balance Confidence Scale [ABC]); oscilopsia (Escala de Impacto Funcional de Oscilopsia); e uma medição mais geral da qualidade de vida (o Short Form-36 Health Survey). Esses questionários serão modificados para que reflitam os níveis atuais de sintomatologia, uma vez que a equipe de estudo estará captando as mudanças em um curto período de tempo. Os investigadores esperam que o comportamento e os sintomas melhorem durante o período de estimulação modulada por movimento, de modo que as medições e relatórios subjetivos no estado de estimulação 'crônica' sejam mais próximos do normal do que durante os estados de estimulação 'aguda' ou 'pré'. Comportamentos mais complexos (ex. equilíbrio durante a caminhada, pontuações ABC) são previstos para melhorar mais lentamente do que os comportamentos que dependem de pistas isoladas de velocidade angular (por exemplo, eixo de guinada VOR, pontuações de oscilopsia). Em suma, este estudo fornecerá uma base sólida para a construção de pesquisas futuras nas quais os investigadores examinarão mais a fundo a utilidade clínica do VI.