Changes in apical cochlear mechanics after cochlear implantation

人工耳蜗植入后耳蜗顶端力学的变化

基本信息

项目摘要

Project Summary Sound entering the cochlea induces a longitudinally propagating travelling wave along the cochlear partition which includes the organ of Corti. The organ of Corti amplifies travelling waves via force production by outer hair cells. Where this amplification is lost, an array of electrodes called a cochlear implant replaces sound stimulation with electrical stimulation of the auditory nerve. Improved cochlear implants combine electrical and sound stimulation in patients with some intact hearing. These combined implants lead to improved performance. However, approximately half of combined cochlear implant recipients experience a loss of their remaining hearing months after implantation. This implantation-induced hearing loss reduces speech recognition and musicality. Implantation-induced hearing loss may have multiple interacting causes; immune, metabolic, and mechanical. We hypothesize that cochlear scarring (fibrosis/ossification) induced by implantation disrupts travelling wave propagation to the site of low frequency hearing. Links between hearing loss and implant-induced scarring are seen in rodent models, reflecting clinical findings. However, there are no direct measurements of the mechanical consequences of cochlear implantation for low frequency hearing. We will combine our expertise with rodent models of cochlear implantation and the use of the latest generation of imaging interferometry – optical coherence tomography (OCT). In a bid to produce the first data of its kind, we will use OCT vibrometry to characterize low frequency mechanical function in the cochlear apex of chronically implanted animals. We will then produce a 3D map of the scarring inside each cochlea using OCT imaging. Coupled with histology and machine learning powered image analysis, we will compare the extent, location and type of scarring with organ of Corti gain, tuning, distortion, phase and group delay in each cochlea. The results of our OCT vibrometry experiments will be interpreted by computer models of cochlear function. Experiments will also be conducted in acutely implanted models to assess the effect of the cochlear implant upon apical mechanics prior to scarring. Additionally, we will use a model with noise induced hearing loss prior to implantation to test the contribution of high frequency outer hair cells to low frequency hearing performance. Our multidisciplinary team will offer a direct insight into cochlear implant-induced hearing loss and will allow us to test the scarring hypothesis. This project will guide avenues of research geared towards minimizing or preventing cochlear implant-induced hearing loss, and lead to improved quality of life for the recipients of cochlear implants.
项目摘要 进入耳蜗的声音引起了沿着人工耳蜗的纵向传播波动 其中包括Corti的器官。 Corti放大器的器官通过外发产生力传播波浪 细胞。在丢失这种扩增的地方,一系列称为人工耳蜗的电子替代了声音刺激 带有听觉神经的电刺激。改进的人工耳蜗,混合电气和声音 刺激某些完整听力的患者。这些联合的竖立者会改善性能。 但是,大约一半的联合人工耳蜗植入接收者经历了剩余的损失 植入后几个月。这种植入引起的听力损失会减少语音识别和 音乐性。 植入引起的听力损失可能具有多个相互作用原因;免疫,代谢和机械。 我们假设植入引起的人工耳蜗疤痕(纤维化/骨化)破坏了行驶波 传播到低频听力的地点。听力损失与植入物引起的疤痕之间的联系是 在啮齿动物模型中看到,反映了临床发现。但是,机械没有直接测量 耳蜗植入低频听力的后果。 我们将将我们的专业知识与人工耳蜗植入的啮齿动物模型相结合和最新一代的使用 成像干扰 - 光学相干断层扫描(OCT)。为了产生同类数据,我们 将使用OCT振动法来表征长期的人工耳蜗中的低频机械功能 植入动物。然后,我们将使用OCT成像生成每个耳蜗内疤痕的3D图。 加上组织学和机器学习动力图像分析,我们将比较范围,位置和 用Corti增益,调整,失真,相位和组延迟的疤痕类型的类型。结果 我们的OCT振动测量实验将通过耳蜗功能的计算机模型来解释。实验也将是 在急性植入模型中进行的,以评估人工耳蜗对顶端力学的影响 在疤痕之前。此外,我们将使用具有噪声引起的听力损失的模型,以测试 高频外毛细胞对低频听力表现的贡献。 我们的多学科团队将直接了解对耳蜗引起的听力损失的见解,并将使我们 测试疤痕假设。该项目将指导研究途径,旨在最小化或 防止人工耳蜗引起的听力损失,并导致接受者的生活质量改善 人工耳蜗。

项目成果

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