< Terug naar vorige pagina

Project

Neurale codering van natuurlijke spraak in de hersenstam van cochleair implantaat gebruikers

Gehoorverlies is een veelvoorkomend gezondheidsprobleem dat, indien het niet behandeld wordt, verreikende gevolgen kan hebben voor de ontwikkeling, sociale omgang en mentale gezondheid. Om de juiste behandelstrategie te kiezen (hoorapparaten, middenoorchirurgie, enz.) moet het gehoorverlies uitgebreid in kaart worden gebracht. Er zijn verschillende technieken beschikbaar voor gehoorevaluatie in de klinische praktijk. De meeste hiervan zijn gedragsmatige testen die afhankelijk zijn van feedback van de deelnemer over gepresenteerde geluiden. Echter, deze feedback kan onbetrouwbaar zijn (bv. simulanten) en sommige deelnemers zijn niet in staat om feedback te geven (bv. jonge kinderen). Om deze redenen, onder andere, is er een groeiende interesse voor objectieve maten voor gehoorevaluatie, die gebaseerd zijn op lichaamssignalen en waarvoor geen feedback van de deelnemer nodig is. Een prominente categorie van lichaamssignalen die hiervoor gebruikt kan worden is de elektrische activiteit in het zenuwstelsel. Deze activiteit kan gemeten worden met electro-encephalografie (EEG). In deze thesis, nemen we verschillende types van EEG responsen onder de loep en nemen we stappen om hun implementatie als objectieve maat voor gehoorevaluatie in de klinische praktijk en in onderzoek te vergemakkelijken.

 

In de eerste studie, hebben we effect van de vorm van de modulatie enveloppe op de auditieve steady-state response (ASSR) onderzocht. We vonden dat de meest performante experimentele enveloppe leidde tot responsen die meerdere decibels groter waren dan de traditionele sinusoïdale enveloppe. In een tweede studie, hebben we het effect van stimulus type, enveloppe frequentie en frequentiecontour op de envelope following response (EFR) onderzocht. Een van de hoofdbevindingen was dat de responsen geëvokeerd door artificiële klinkers 4-6 decibels groter waren dan de responsen geëvokeerd door gemoduleerde tonen, natuurlijke klinkers of lettergrepen. Het begrijpen van deze stimulus-respons relaties is nuttig omdat het tot nieuwe inzichten in de onderliggende neurale mechanismes leidt. Daarnaast laat het ook toe om de meest optimale evokerende stimulus te kiezen voor elke toepassing.

 

Om ASSRs en EFRs te meten met voldoende signaal-tot-ruis verhouding, moeten honderden herhalingen van de respons uitgemiddeld worden. Om auditieve verwerking te bestuderen op een manier die representatief is voor het dagelijkse leven, is het belangrijk om te werken met natuurlijke betekenisvolle stimuli, zonder herhaling. F0-tracking is een innovatieve methode gebaseerd op lineaire modellen die toelaat om EFR-achtige response te analyseren voor natuurlijke betekenisvolle stimuli (bv. verhalen, audioboeken en podcasts). F0-tracking onderzoekt de neurale codering van de fundamentele frequentie van de stem (f0) in de hersenen tijdens het luisteren naar natuurlijke spraak. In een derde studie, hebben we deze methode gebruikt om f0-tracking responsen te bestuderen voor continue spraak van vier verschillende sprekers. De resultaten demonstreren dat de kenmerken van de f0-tracking respons sterk afhangen van de f0 van de spreker en hoe snel deze verandert over de tijd. In een vierde studie, hebben we de f0-tracking techniek geoptimaliseerd door de verwachte neurale response van het auditieve systeem te modelleren. De nieuwe techniek leidde tot bijna dubbel zo grote responsen. Grotere responsen zijn makkelijker te meten in ruizige omgevingen, wat belangrijk is voor klinische implementatie.

 

In een vijfde studie, tenslotte, onderzochten we hoe de geoptimaliseerde f0-tracking techniek beïnvloed wordt door belangrijke deelnemer-gerelateerde factoren zoals leeftijd en gehoorverlies. Dit type karakterisatie is essentieel voor klinische implementatie. De resultaten tonen aan dat de responsen kleiner werden met stijgende leeftijd, maar ook dat ze groter werden naarmate de deelnemer meer gehoorverlies had. Dit opvallende effect is waarschijnlijk het gevolg van een corticaal compensatie mechanisme voor gehoorverlies.

Datum:1 okt 2016 →  31 dec 2021
Trefwoorden:Objective hearing evaluation, Cochlear implants
Disciplines:Neurowetenschappen, Biologische en fysiologische psychologie, Cognitieve wetenschappen en intelligente systemen, Ontwikkelingspsychologie en veroudering
Project type:PhD project