Beitrag wird präsentiert am 04. 03. 2015 um 14. 00 Uhr im Rahmen des tt01
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In order to understand the electrode-nerve interface, an individualized model of the auditory nerve activity stimulated by a cochlear implant has been developed [2] [3]. The model is based on existing models found in the literature [1]. This paper presents the basic components of the model: Voltage distribution in the cochlea based on finite element method and auditory nerve model based on a multi-compartment Hodgkin Huxley equations. Results:
The model has been used to simulate 1) the extracellular voltage applied to the auditory nerve fibers and 2) the auditory nerve activity produced by simple stimuli (single pulses) and complex stimuli (speech sounds) for different electrode configurations and wo sound coding strategies. The predictions of the model have been compared with clinical measures in 12 CI users obtained from the backward telemetry of the implant to validate ist efficacy. Literatur: [1] Briaire, J.J.: Cochlear implants from model to patients, Thesis, ISBN 978-90-9023555-4, Universiteit Leiden (2008) Beitrag wird präsentiert am 06.03.2015 um 17.08 Uhr im Rahmen der FV12 Intracochleäre Summationspotentiale beim Meerschweinchen – Relevanz für die CI-Implantation beim Menschen?
Einleitung: Ziel heutiger CI-Implantationen soll es sein, die cochleäre Restfunktion zu schützen und die Elektrodenkontakte bewusst in Regionen funktionsfähiger spiraler Ganglionzellen zu platzieren sowie akustisch funktionelle Basilarmembranabschnitte zu schonen. Aufgrund der hohen Sensitivität scheint die intracochleäre Elektrocochleographie dabei vielversprechend, da schon intraoperativ auf Signaländerungen reagiert werden kann. Ziel dieser Studie war es, diesen Ansatz in einem Tierversuchsmodell zu etablieren und Schlüsse aus dem Signalverhalten zu ziehen. Methodik: Bei hörenden Dunkin-Hartley Meerschweinchen (n = 4) erfolgte die Insertion einer 6-Kontakt-Elektrode (Med-El, Österreich) über eine Cochleostomie. Anschließend wurde im Bereich von 1 bis 32 kHz akustisch stimuliert (0 bis 90dB SPL) und simultan wurden elektrische cochleäre Signale an verschiedenen tonotopen Orten abgeleitet. Ergebnisse: Frequenz- und stimulusintensitätsabhängig konnten unterschiedlich große cochleäre Mikrophonpotentiale, Summationspotentiale (SP) und neurale Summenaktionspotentiale abgeleitet werden. Die Insertionstiefe der einzelnen Kontakte spielte dabei eine grundlegende Rolle. So hatten die apexnahen Kontakte ihr SP-Maximum bei 8 kHz, während die basisnahen Kontakte ihre größten SP-Amplituden im Hochfrequenzbereich zeigten. Schlussfolgerung: Die intracochleäre Elektrocochleographie über eine liegende Mehrkanal-Elektrode stellt sich im Tierversuch vielversprechend dar. Dabei zeigen sich Zusammenhänge zwischen Stimulationsfrequenz und -intensität und der cochleären Elektrodenposition, welche für die Nutzung einer ortsabhängigen Tonotopie notwendig sind. Beitrag wird präsentiert am 06.03.2015 um 17.20 Uhr im Rahmen der FV12 Gezielte Next-Generation-Sequenzierung zur molekulargenetischen Diagnostik von genetisch bedingter Schwerhörigkeit
Schwerhörigkeit ist die häufigste sensorische Erkrankung und betrifft etwa 0,5-0,1% aller Neugeborenen weltweit. Geschätzt bis zu 60% der Fälle werden in den Industrieländern auf genetische Ursachen zurückgeführt. Mehr als 120 mit Schwerhörigkeit assoziierte Gene wurden bisher identifiziert. Wir stellen hier die Ergebnisse vor, die an unserem Institut seit einem Jahr mit Hilfe der gezielten Next-Generation-Sequenzierung bei der molekulargenetischen Diagnostik von Patienten mit Schwerhörigkeit erhalten wurden. Dabei setzten wir einen von zwei Genpanels ein, die entweder 119 oder 152 mit Schwerhörigkeit assoziierte Gene abdecken, und untersuchten ein gemischtes Kollektiv aus 48 Patienten mit syndromaler (N=19) oder nichtsyndromaler (N=29) Schwerhörigkeit. Wir identifizierten 19 wahrscheinlich pathologische oder sicher pathologische Mutationen bei 16 Patienten. Es handelte sich dabei um 11 Missense-Varianten, 3 Nonsense-Varianten und 5 Insertions-Deletions-Varianten. Bei den 16 Patienten lag in 7 Fällen eine nichtsyndromale Hörstörung (7/19, 37%) vor, einschließlich zweier Fälle mit Usher-Syndrom, eines Falls mit Waardenburg-Syndrom, eines Falls mit branchio-oto-renalem Syndrom, eines Falls mit Alport-Syndrom und zweier Fälle mit unklassifizierten Syndrom. Die anderen 9 der 16 Patienten mit wahrscheinlich pathologischer oder sicher pathologischer Mutationen litten an einer nichtsyndromalen Hörstörung (9/29, 31%). Wir konnten zudem 5 weitere Varianten mit unklarer klinischer Signifikanz nachweisen. Weiterhin unterstützen unsere Ergebnisse vor kurzem publizierte Daten, die die Pathogenität von bisher als ursächlich für die autosomal dominante Schwerhörigkeit Typ 48 (DFNA48) geltenden Mutationen des MYO1A-Gens widerlegen. Zusammenfassend zeigen unsere Ergebnisse, dass die gezielte Next-Generation-Sequenzierung eine effiziente, zuverlässige und kostengünstige Methode zur molekulargenetischen Diagnostik von syndromaler bzw. nichtsyndromaler Schwerhörigkeit darstellt. Beitrag wird präsentiert am 06.03.2015 um 17.32 Uhr im Rahmen der FV12 OAEs, audiometry and individual susceptibility after short-term exposure to dance music H. Helleman, W. Dreschler AMC, Amsterdam The effects of music exposure on audiometric thresholds and otoacoustic emissions was investigated for 18 young, normal-hearing subjects. Thresholds and emission levels were measured in two conditions at 91 dBA (two hours consecutively versus two hours divided by a break) at three intervals after termination of the dance music. Audiometry was performed with 1 dB steps. OAEs were compared with accurate pure-tone threshold data to compare effects (differences between right and left ears, recovery patterns, individual emission shifts and clues for individual susceptibility). For both measures, individuals show consistent patterns across the conditions (with or without break). There is evidence that both measures can identify ‘glass’ from ‘stone’ ears. If OAEs would be more sensitive than audiometry in detecting small changes in hearing, OAEs should be capable in detecting at least the same ears as audiometry and maybe even more. This hypothesis is currently being tested. Beitrag wird präsentiert am 06.03.2015 um 17.44 Uhr im Rahmen der FV12 Einfluss von räumlich-dynamischen Schallinformationen auf das Gleichgewichtsvermögen I. Büsing, G. Grimm, T. Neher Medizinische Physik und Exzellenzcluster „Hearing4all“, AG Digitale Hörhilfen, Universität Oldenburg Bekanntermaßen unterliegt das menschliche Gleichgewichtsvermögen dem Einfluss von verschiedenen Sinnesorganen. Ziel der vorliegenden Studie war es, den Einfluss akustischer Informationen näher zu untersuchen. Mittels eines mehrkanaligen „higher-order Ambisonics“ basierten Versuchsaufbaus wurden verschiedene Geräuschkulissen simuliert, die sich hinsichtlich ihrer Komplexität (statisch vs. räumlich-dynamisch, wenige vs. viele Quellen) unterschieden. Das Gleichgewichtsvermögen wurde mit Hilfe des klinisch etablierten „Fukuda Stepping Test“ erfasst, bei dem der Proband die Arme nach vorne ausstreckt und versucht, auf der Stelle zu laufen. Als Maß für das Gleichgewichtsvermögen wurde mit Hilfe einer Kinect Kamera die Körperdrehung relativ zu einer Referenzposition gemessen. Die erste (Referenz-) Geräuschkulisse bestand aus räumlich diffusem Rauschen. Die zweite Geräuschkulisse bestand aus Küchengeräuschen. Als dritte Geräuschkulisse diente eine Freizeitparkszene. Für jede Geräuschkulisse wurden Messungen mit offenen und geschlossenen Augen durchgeführt. Außerdem wurden für die zweite und dritte Geräuschkulisse die Umgebungsgeräusche sowohl statisch als auch räumlich-dynamisch dargeboten. Pro Testkondition gab es drei Messdurchgänge. Zehn junge Probanden mit normalem Hör- und Sehvermögen nahmen an der Studie teil. Erwartungsgemäß führten visuelle Informationen bei allen drei Geräuschkulissen zu einer signifikanten Verbesserung des Gleichgewichtsvermögens. Außerdem zeigte sich eine signifikante Verbesserung mit zunehmendem Messdurchlauf (Trainingseffekt). Zudem ließ sich für die Freizeitparkszene ein negativer Einfluss durch die räumlich-dynamische Darbietung feststellen. Zusammenfassend konnte in der vorliegenden Studie eine Verbindung zwischen dem räumlichen Hören und dem Gleichgewichtssinn bestätigt und der mögliche Einfluss räumlich-dynamischer Schallinformationen erstmals aufgezeigt werden. Folgestudien sollen sich potentiellen Konsequenzen für die Hörgeräteversorgung widmen. Beitrag wird präsentiert am 06.03.2015 um 17.47 Uhr im Rahmen der FV12 Massenspektrometrische Proteinanalyse humaner Perilymphe H. Schmitt (1), G. Lilli (1), M. Wollweber (2), M. Höhl (2), U. Morgner (2), A. Pich (3), G. Reuter (1), T. Lenarz (1) (1) Hals-Nasen-Ohrenklinik, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover (2) Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Hannover (3) Institut für Toxikologie, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover Nach dem aktuellen Stand der Medizin ist es bisher nur in begrenztem Maße möglich die Ursachen und Mechanismen einer sensorineuralen Innenohrschwerhörigkeit genau zu diagnostizieren. Das Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung einer Methode zur krankheitsbezogenen Innenohrdiagnostik durch die Analyse humaner Perilymphe mit der Intention der Identifikation perilymphspezifischer diagnostischer Marker. Proben humaner Perilymphe können an der Medizinischen Hochschule Hannover intraoperativ während Cochlea Implantationen und auch Vestibular Schwannoma Operationen mit translabyrinthärem Zugang entnommen werden. Bislang konnten mit einer eigens entwickelten schonenden Entnahmemethode bei 41 Patienten Perilymphe-Proben entnommen werden. Die Probenvolumina betragen durchschnittlich 3µl. Bereits mit 2µl Perilymphe kann eine Analyse per Tandem-Massenspektrometrie gekoppelt mit Flüssigkeitschromatographie durchgeführt werden. Pro Perilymphe-Probe wurden ca. 300 Proteine und insgesamt mehr als 1000 Proteine identifiziert. Anhand von Gruppierungen der Studienpatienten soll ein Einblick in die biochemischen Vorgänge im Innenohr bzw. die Perilymphezusammensetzung hinsichtlich der Erkrankungen der Patienten gewonnen werden. Die Patienten werden z.B. nach der die Schwerhörigkeit verursachenden Krankheitsursache, dem individuell vorliegenden Hörverlust, anhand präoperativer Audiogramme oder dem Alter gruppiert. Dadurch soll es ermöglicht werden Proteine herauszufiltern, die einen Marker für die betrachtete Patientengruppe darstellen. Die identifizierten Perilymphe-Proteine müssen zudem durch Literatur- und Datenbankrecherchen genau betrachtet werden, um Ihre Funktion im Innenohr charakterisieren zu können. Parallel dazu wird an der Leibniz Universität Hannover mittels Raman-Spektroskopie eine Methode entwickelt, um die Perilymphe-Proben zunächst ex-vivo und später in-vivo und nicht-invasiv anhand eines faseroptischen Systems analysieren zu können. Erste Ergebnisse der Raman-Spektroskopie belegen, dass einzelne Peptide anhand ihres Spektrums differenzierbar sind und die Charakterisierung von Proteingemischen erfolgversprechend ist. Beitrag wird präsentiert am 06.03.2015 um 15.00 Uhr im Rahmen der JS01 Subjektive und objektive Erfassung des Höralltages L. Haverkamp, P. v. Gablenz, S. Kissner , J. Bitzer, I. Holube Institut für Hörtechnik und Audiologie, Jade Hochschule, Oldenburg Eine Schwerhörigkeit hat Auswirkungen auf den Alltag. Wo genau und in welchem Maße, ist jedoch noch nicht ausreichend bekannt. Diese Frage wird methodisch durch Ecological Momentary Assessment aufgegriffen, einem Konzept, das den Rahmen für die hier vorgestellte Studie zu alltagsrelevanten Hörsituationen bildet. Mit einem speziell für diesen Zweck entwickelten Aufnahmesystem wurden subjektive und objektive Aufnahmen des Höralltages durchgeführt. Das System besteht aus zwei Mikrofonen, die in Hörgeräteschalen verbaut sind, einem Android-Smartphone mit einem externen USB-Audio-Interface und einer App zur Analyse. Diese erfasst und verarbeitet kontinuierlich die akustischen Umweltsignale. Um die Vertraulichkeit zu gewährleisten, werden keine Audiosignale sondern die Messgrößen mittlerer Leistungspegel (breitbandig), Nulldurchgangsrate und eine unterabgetastete Version der Auto- und Kreuzleistungsdichtespektren gespeichert. Die subjektive Bewertung wird mithilfe eines Fragebogens (MobEval von Phonak) erhoben, der auf die Bedürfnisse der Studie angepasst und auf dem Smartphone implementiert ist. Neben den Fragen nach Ort und Aktivität wird z.B. auch Lautheit und Höranstrengung abgefragt. Ein Bogen umfasst max. 10 Fragen, deren Beantwortung etwa 1 min beansprucht. Die Bewertung sollte möglichst nach jeder relevanten Situationsänderung erfolgen, jedoch max. 30 min später. Die Hörgeräte und das Smartphone wurden von mehreren Probanden jeweils vier Tage im Umfang von ca. acht Stunden getragen. Zusätzlich durchliefen die Probanden eine Testbatterie, die ton- und sprachaudiometrische Messungen (Göttinger Satztest), visuelle, motorische und kognitive Messungen beinhaltete. Die Probanden waren Normalhörende oder gering- bis mittelgradig Schwerhörige (ohne Hörgeräteversorgung) ab 60 Jahren. Unter Berücksichtigung der individuellen Fähigkeiten der Probanden werden die verschiedenen Hörsituationen und die dort jeweils vorherrschenden akustischen Bedingungen sowie deren subjektive Beurteilung analysiert. Beitrag wird präsentiert am 06.03.2015 um 15.15 Uhr im Rahmen der JS01 Auditory cortex activation to audiovisual speech measured with functional near-infrared spectroscopy. L. van de Rijt (1), E. Mylanus (1), A. Snik (1), M. van Wanrooij (1, 2) (1) RadboudUMC, Department of Otorhinolaryngology, Nijmegen (2) Radboud University Nijmegen, Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour, Department of Biophysics, Nijmegen Early hearing loss disrupts normal development of the auditory system. The major question remains how restoration of peripheral hearing by implanting a cochlear implant (CI) would affect central auditory processing. Traditional neuroimaging methods such as fMRI, MEG and EEG are impractical to study such processing because of artifacts induced by the CI, while PET has the disadvantage of being a highly invasive technique. Functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) does not suffer from these drawbacks. We recorded changes in oxy- and deoxyhemoglobin concentrations ([O2Hb] and [HHb]) above auditory cortex for 33 normal-hearing subjects and 5 CI-users, for three types of stimuli: auditory, visual and audiovisual speech segments of a video recording of a female Dutch speaker. Despite a considerable inter-subject variability in the absolute values, most normal-hearing subjects had a discernible increase (decrease) in the O2Hb (HHb) concentration during sound presentation and a smaller increase (decrease) during visual presentation. The audiovisual response equalled the auditory-only response. These findings were also true for CI-users. The fNIRS technique is not as standard and as well-documented as other neuroimaging techniques. The idiosyncratic variability observed might be a limitation for clinical purposes. Despite this, we argue that comparison between sensory conditions (or sound levels, frequencies, etc.) is a promising technique to differentially measure hemodynamic activity in the impaired central auditory system. Literatur: Sevy et al., 2010 - Neuroimaging with near-infrared spectroscopy demonstrates speech-evoked activity in the auditory cortex of deaf children following cochlear implantation. Pollonini et al., 2014 - Auditory cortex activation to natural speech and simulated cochlear implant speech measured with functional near-infrared spectroscopy. Beitrag wird präsentiert am 06.03.2015 um 15.30 Uhr im Rahmen der JS01 Optogenetic stimulation of the auditory pathway
Cochlear implants are by far the most successful neuroprostheses implanted in over 300,000 people worldwide and enable open speech comprehension in a majority of users. However, low frequency resolution, due to wide current spread from stimulation contacts, limits the number of independently usable channels and compromises speech recognition in noise, music appreciation or prosody comprehension. Our goal is to overcome these drawbacks by pursuing an optogenetic approach: Optical cochlear implants activate spiral ganglion neurons genetically modified to spike upon light stimulation (cochlear optogenetics). Optical stimulation can be spatially confined and thus promises lower spread of excitation in the cochlea. Accordingly, it is expected to enable an increased number of independent stimulation channels and to enhance frequency resolution and intensity coding. We have investigated cochlear optogenetics employing various transgenic rodent models as well as virus-mediated expression of channelrhodopsin variants in spiral ganglion neurons. Blue light stimulation of the spiral ganglion via fiber-coupled lasers activated the auditory pathway, as demonstrated by recordings of neuronal population responses along the auditory pathway. Expression of Chronos, a channelrhodopsin variant with high light sensitivity and ultrafast gating was established by transuterine and postnatal injections. Chronos-mediated cochlear optogenetics may help to achieve high spike rates in spiral ganglion neurons as required for efficient coding of auditory information. Towards multichannel optical implants we, in collaboration with semiconductor experts, have implanted rodent cochleae with flexible µLED arrays accommodating approximately 100 µLEDs per 1 cm. Measurement of cochlear space and positioning of cochlear probes were assessed in 3D models derived from x-ray tomography. Ongoing experiments to further establish and characterize cochlear optogenetics will be presented and discussed. Taken together, our experiments demonstrate the feasibility of optogenetic cochlea stimulation to activate the auditory pathway and lay the groundwork for future applications in auditory research and prosthetics.
Beitrag wird präsentiert am 06.03.2015 um 15.45 Uhr im Rahmen der JS01 Enhanced audio-visual interactions in the auditory cortex of cochlear-implant users
When faced with a long period of auditory deprivation the brain is known to be sensitive for reorganizations of the cortical areas. Auditory deprivation may thus affect multisensory processing and can lead to a change in the integration of auditory and visual stimuli when the ability to hear is restored with a cochlear implant. The EEG study aimed to compare multisensory integration between cochlear-implant users (CI) and normal-hearing listeners (NH). CI users (9 f, 12 m, mean age: 52, range: 19-79 ± 21.4 years) and NH controls (9 f, 12 m, mean age: 50, range: 19-79 ± 19.7 years) were tested with a redundant target paradigm and had to give speeded detection responses on simple auditory, visual and audiovisual stimuli. On the behavioral level, both the CI users and the NH listeners showed a clear redundant signals effect. However, both groups did not differ in their performance level, suggesting that CI users are able to detect basal auditory stimuli on a performance level equal to the level of NH listeners. On the neural level, modulation effects of the visual or auditory modality on the processing of the respective other sensory modality were examined. Results showed an enhanced influence of the visual modality on auditory cortex activity for CI users when compared to NH listeners, pointing to a stronger audiovisual binding in CI users. Furthermore, these findings may help to shed light on the discussion regarding the dialogue about how to optimize and individualize rehabilitation strategies for CI users after implantation. Beitrag wird präsentiert am 06.03.2015 um 16.30 Uhr im Rahmen der JS01 Bimodal hearing aid uptake after unilateral cochlear implantation E. Devocht, E. George, A. Miranda, L. Janssen, R. Stokroos Maastricht University Medical Center (MUMC+), Maastricht Objective: The aim of this study was to investigate the continuation of contralateral hearing aid use after unilateral cochlear implantation and to identify factors contributing to bimodal hearing aid uptake. Design: A retrospective cross-sectional chart review identified adult cochlear implant recipients who used a hearing aid in the non-implanted ear before implantation. The uptake of a contralateral hearing aid one year after implantation was studied in relation to demographics, residual hearing and speech recognition abilities. Results: More than 60% of patients became bimodal users one year after receiving a unilateral cochlear implant. Patients who have more residual speech recognition ability in the non-implanted ear and a smaller difference in speech recognition abilities between both ears are more likely to continue using a contralateral hearing aid after unilateral cochlear implantation. Cut-off points are determined to identify those patients who have the best chance of becoming a bimodal user. These results can provide input to clinical guidelines concerning cochlear implant candidacy. Yüklə 1,13 Mb. Dostları ilə paylaş:
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