עבוד אותות במערכת החושים סמסטר א' תשס"ט Cochlear Implant Auditory Evoked Response Binaural Hearing

Cochlear Implant

1. Sound Processor captures sound from the environment processes sound into digital information transmits to the implant over a transmitting antenna, or headpiece, held in place by magnets in both the headpiece and implant 2. Implant converts digital information into electrical signals sends signals down tiny wires to the electrode array in the inner ear delivers electrical signals through tiny contacts, or electrodes, to the hearing nerve the hearing nerve carries the sound information to the brain, where it is heard 3. Electrode Array

Auditory Pathway

Electrophysiology of the Human Auditory System

בדיקת ABR – Auditory Brainstem Responses מחברים אלקטרודות חיצוניות לתנוך האזן ולמצח הנבדק

בדיקת BERA מייצגת פעילות חשמלית בעצב השמיעה ובגזע המוח. התגובה היא רישום של מספר גלים אופייניים. גל I: פעילות עצב VIII גל II: גרעין קוכליארי גל III: Super Olive Complex. גל IV: lateral SOC גל V: Lateral leminiscus גל VI: תלמוס מה בודקים ? א. לטנטיות : השוואה ביחס לנורמות והשוואה בין שתי האוזניים של אותו נבדק ב. שינויים יחסיים בגובה הפיק

שימושים קליניים של בדיקת ABR? קביעת סף שמיעה אובייקטיבי. ניתן לקבוע גם בתינוקות בסיכון בדיקה בתינוק בסיכון

Localization = judgment of the direction and distance of a sound source Lateralization = the apparent location of the sound source within the head when headphones are used

Binaural Hearing: Interaural Differences We will conduct an experiment to measure the minimum ILD/ITD. t Left, L Left t Right, L Right

Masking Level Difference MLD=0 dB MLD=15 dB MLD=0 dB MLD=9dB

The Pina

Head Related Transfer Function

“”Cone of confusion בתוך הקונוס התלת ממדי ישנם צרופים שונים של מקומות שלהם יש אותו ITD ואותו ILD היוצרים אזור של קושי בהחלטה של מיקום הקול. תנועות הראש משנות את מיקום הקונוס ומקטינות את אזור חוסר הוודאות

Minimal Audible Angle - MAA מהו ההפרש הקטן ביותר בשינוי מיקום הקול המאפשר הבחנה בשינוי זה ? היכולת שלנו להבחין בהפרש במיקום מקור הקול היא טובה ביותר כשהקול מגיע מלפנים בחזית הראש. יכולת זו הולכת ופוחתת כשמקור הקול נמצא בצדי הראש או מאחור. שינויים קטנים בכיוון הקול מלפנים יוצרים הבדלים גדולים ב - ITD.

LATERALIZATION Perception Stimulus R L R R L L ILD ITD ITD=ILD=0

Histograms = number of times a subject reported perceiving a position when ITD or ILD presented Normal Performance

Center-OrientedSide --Oriented position ITD(msec) ILD(dB) Abnormal Performance

Patients’ Performance

Brainstem MRI Scans AxialCoronal Sagittal

Lesion Detection

Overlap of Auditory Pathway on MRI Scans

Auditory Pathway and Brainstem Outline Overlapped on fMRI Scans

Schematic Representation of the Brainstem Auditory Pathway

Correlation between MRI and Lateralization Normal Lateralization MS10 MS20 MS50 MS52 CVA23

Correlation between MRI and Lateralization Side-Oriented Lateralization

Correlation between MRI and Lateralization Center-Oriented Lateralization

Correlation between MRI and Lateralization

Experimental Summary and Conclusions Two types of abnormal lateralization performance were found : center-oriented and side-oriented. Both types of abnormalities were found in patients with either MS or Stroke Center-oriented lateralization is correlated with TB/SOC lesions Side-oriented lateralization is correlated with LL/IC lesions

fMRI Study with Binaural Stimulation Coronal cut (2/11) - MGBAxial cut (6/12) -SOC Axial cut (10/12) - LL Axial cut (2/12) - CN Coronal cut (6/11) - AC

Monaural & Binaural Activation in a Right Sagittal Section Left Ear Stimulation Right & Left Ears Stimulation Right Ear Stimulation

Monaural & Binaural Activation in a Left Sagittal Section Left ear stimulation Both ears stimulation Right ear stimulation

What Next?  Evaluate Behavioral Performances of Normal Subjects and Patients according to the statistical properties of the auditory pathway  Find Correlation Between fMRI and Behavioral Performances