Functional enhancement of auditory activation through multi-site stimulation across the isofrequency dimension of the inferior colliculus

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.