Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

 

Behrouz Salamat

 

Functional Enhancement of Auditory Activation through Multi-Site Stimulation across the Isofrequency Dimension of the Inferior Colliculus

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-105210

title (ger.)

Funktionelle Optimierung der auditiven Aktivierung durch multifokale Stimulation über dem Isofrequenz-Areal des Colliculus inferior

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2014

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/salamatb_ss14.pdf

abstract (deutsch)

Auditorische Mittelhirnimplantate (AMI) werden bei Patienten in den Colliculus inferior (IC) implantiert, die über keine implantierbare Cochlea verfügen – wie beispielsweise Patienten mit einer Neurofibromatose Typ 2 (NF2). Die vorliegende Studie untersucht anhand eines Tiermodels eine neue Generation von AMI, die es erlaubt, eine 3 dimensionale Stimulation (3D) über den IC durchzuführen. Hierzu wurden bei Katzen 3 AMIs im IC implantiert, über die der zentrale Colliculus inferior (ICC) mit unterschiedlichen Stärken elektrisch stimuliert wurde. Parallel wurden lokale evozierte Feldpotentiale (LFP) über dem primären auditorischen Kortex (A1) aufgenommen. Die Zielsetzung der aktuellen Studie war es, die primären Antworteigenschaften auf die evozierten Potentiale in Abhängigkeit zu den unterschiedlichen Stimulationen (threshold, latency, dynamic range) zu bestimmen und mit vorangegangenen Studien zu vergleichen. Des Weiteren sollte untersucht werden, ob die Stimulation des IC zu kortikalen Antworten in unterschiedlichen Gehirnarealen führt. Die durchgeführte Studie zeigt, dass humane AMI-Elektroden selektiv verschiedene neuronale Populationen im IC der Katze stimulieren können. Darüber hinaus deuten die Ergebnisse der Studie darauf hin, dass durch die 3D Stimulation teilweise einander überlappende Nervenzellpopulationen im IC aktiviert werden, die zu einer kortikalen Antwort an beiden untersuchten Hirnarealen (ON-BF und OFF-BF) führen. Zusammenfassend sprechen die Ergebnisse der Studie für eine gewisse Spezifität unterschiedlicher Stimulationslokalisationen als auch für eine große Überlappung von Erregungsmustern, die durch die Mittelhirnstimulation ausgelöst werden.

abstract (englisch)

Auditory midbrain implant (AMI) targets the inferior colliculus (IC) in patients with no implantable cochlea such as the patients with neurofibromatosis type 2 (NF2). The present study investigated a new version of the AMI which enables 3-dimensional (3D) stimulation across the IC. Using cats as an animal model, 3 human AMIs were implanted side by side in the IC. The inferior colliculus central nucleus (ICC) was electrically stimulated with different stimulation levels and the evoked local field potentials (LFP) were recorded from the primary auditory cortex (A1). The objectives of the current study were to determine the basic response properties based on the LFP to this stimulation (threshold, latency, dynamic range (DR)) and to compare this to the previous studies. Further, we wanted to investigate whether the IC stimulation provokes different cortical responses by varying the recording site. The present study demonstrates that the human AMI electrodes can selectively activate different neuronal populations in the ICs of the cat. Furthermore, the study indicates that the stimulation results in activation of partially overlapping neuronal populations, leading to responses at both ON-BF and OFF-BF recording positions in the cortex. In total, these data demonstrate some stimulation site specificity, but also a large overlap of the excitation pattern induced by midbrain stimulation.

keywords

Auditorische Mittelhirnimplantate (AMI), Colliculus Inferior (IC), Primären Auditorischen Kortex (A1), Auditory Midbrain Implant (AMI), Inferior Colliculus (IC), Primary Auditory Cortex (A1)

kb

2.725