A ce jour, six millions de français sont atteints de troubles de l'audition. Face à ce problème de santé publique, des outils performants d'exploration de la fonction auditive sont indispensables. La Speech ABR (Speech Auditory Brainstem Response ou Réponse du tronc cérébral auditif à la parole) est un outil prometteur, comme marqueur électrophysiologique fin de l'encodage neuronal de la parole. Cependant, sa méthodologie reste peu développée, son origine neuronale incertaine et elle n'a jamais été enregistrée chez le malentendant porteur d'aides auditives. Le premier axe de cette thèse porte sur les générateurs neuronaux de la Speech ABR. Le développement d'une méthodologie de recueil topographique de cette réponse jusqu'alors décrite comme strictement sous-corticale, a d'abord suggéré la possibilité d'un générateur cortical. Une étude en stéréo-électroencéphalographie a ensuite confirmé l'existence d'une activité Speech ABR dans les cortex auditifs primaires bilatéraux. Ce résultat apporte un éclairage nouveau sur la représentation des sons de parole par système nerveux auditif. Le second axe concerne l'étude de la Speech ABR chez le malentendant appareillé. Après avoir développé une méthodologie de stimulation acoustique directement au travers des aides auditives, nous avons étudié la plasticité neuronale induite par le port d'aides auditives. Les résultats montrent une amélioration de l'identification des phonèmes amplifiés, liée à une représentation corticale modifiée et à un encodage fréquentiel rééquilibré. Ces toutes premières preuves de plasticité neuronales dès les 4 premiers mois d'utilisation des aides auditives ouvrent de nouveaux espoirs thérapeutiques / To date, six million French are hearing impaired. To address this public health issue, efficient tools for exploration of the hearing function are essentials. Speech ABR (Speech Auditory Brainstem Response) is a promising tool, being a fine electrophysiological marker of the neuronal encoding of speech. Though, its methodology remains underdeveloped, its neural origin is still uncertain, and it has never been recorded in hearing aid users. The first axis of this thesis focuses on the neural generators of Speech ABR. The development of a methodology for recording topographies of this response, up to now described as strictly subcortical, first suggested the possibility of a cortical generator. A stereo-electroencephalography study then confirmed the existence of Speech ABR activity in bilateral primary auditory cortices. This result sheds a new light on the representation of speech sounds within the auditory nervous system. The second axis concerns the study of Speech ABR in hearing aid users. After having developed a methodology of acoustic stimulation directly through hearing aids, we investigated neural plasticity induced by hearing aid use. Results show an improvement in the identification of amplified phonemes, linked to an altered cortical representation and a rebalanced frequency encoding. This very first evidence of neural plasticity as soon as the first four months of hearing aid use opens up new therapeutic hopes

There has always been a need for objective tests that assess auditory function in infants, young children, and/or any patient whose development level precludes the use of behavioral audiometric techniques. Although the Auditory Brainstem Response (ABR) is seen as the ‘gold standard’ in the field of objective audiometry, it presents with its own set of limitations. The Auditory Steady State Response (ASSR) has gained considerable attention and is seen as a promising addition to the AEP ‘family’ to address some of the limitations of the ABR. The ASSR promises to estimate all categories of hearing loss (mild to profound) in a frequency specific manner. It also indicates to the possibility to validate hearing aid fittings by determining functional gain of hearing aids by determining unaided and aided ASSR thresholds. An exploratory research design was selected in order to compare unaided thresholds, obtained through the use of three different procedures – ABR, ASSR and behavioral thresholds. Aided thresholds were also obtained and compared with two procedures – the aided ASSR (measured and predicted) and aided behavioral threshold. The results indicated that both the ABR (tone burst and click) and ASSR provided a reasonable estimation of the subsequently obtained behavioral audiograms. The ASSR, however, approximated the behavioral thresholds closer than the ABR and were furthermore able to quantify hearing thresholds accurately for subjects with severe and profound hearing losses. The result indicated further that the ASSR can be instrumental in the validation process of hearing aid fittings in infants. These results demonstrated however, that the ASSR measured thresholds underestimate the aided behavioral thresholds and the aided ASSR predicted thresholds overestimate the aided behavioral thresholds. The research concluded that the ASSR is useful in estimating frequency-specific behavioral thresholds accurately in infants and validating hearing aid fittings. Until evidence is sufficient to recommend the ASSR as primary electrophysiological measure of hearing in infants, the ASSR should be used in conjunction with the ABR – following a test battery approach in the diagnostic process of hearing loss in infants. The ASSR further shows great promise in validating hearing aid fittings, but this specific application of the ASSR needs further research evidence on large groups to validate the procedure. / Dissertation (Master of Communication Pathology)--University of Pretoria, 2007. / Speech-Language Pathology and Audiology / unrestricted

本論文の目的は、外科手術を必要としない、非侵襲人工内耳の開発である。スナネズミを対象とした基礎研究からヒトを対象とした応用研究まで包括的に行うことで、赤外光レーザー刺激を用いて音声知覚を再現する刺激手法の確立を目指した。スナネズミを対象とした実験によりレーザー刺激が生み出す音の「聞こえ」を明らかにし、ヒトを対象とした実験で、レーザー人工内耳で言語知覚を生み出す刺激アルゴリズムを提案した。 / This study aimed to develop a laser auditory prosthesis that can produce intelligible speech perception by stimulating auditory nerves from the outer ear. I investigated laser-evoked auditory perception using Mongolian gerbil. Subsequently, I synthesized a CMS based on animal research using Mongolian gerbils as a simulated sound of the laser auditory prosthesis to propose a speech encoding scheme using laser stimulation. The results showed that all human participants could comprehend the CMS contents by replicating the original sound's formant frequency transition and amplitude envelopes, suggesting that laser auditory prostheses with the CMS could restore speech perception. / 博士(工学) / Doctor of Philosophy in Engineering / 同志社大学 / Doshisha University

INTRODUÇÃO: O Autismo é um distúrbio que tem início na infância, cujas principais características são a presença de um desenvolvimento anormal ou prejudicado na interação social e comunicação, e um repertório restrito de atividades e interesses. Algumas teorias consideram o autismo como um distúrbio do desenvolvimento causado por uma alteração do sistema nervoso central, e salientam a presença do déficit cognitivo nessa população. Estudos demonstram também a presença de anormalidades eletrofisiológicas nos potenciais evocados auditivos de curta, média e longa latências. Considerando a importância da integridade do sistema auditivo periférico e central na aquisição e desenvolvimento de fala, linguagem e aprendizado, mostra-se imprescindível que anormalidades auditivas tanto periféricas como centrais sejam identificadas e tratadas em indivíduos autistas. OBJETIVO: caracterizar os achados das avaliações comportamentais, eletroacústicas e eletrofisiológicas da audição em indivíduos com autismo, bem como compará-los aos obtidos em indivíduos normais da mesma faixa etária. MÉTODOS: foram realizadas anamnese, audiometria tonal, logoaudiometria, medidas de imitância acústica, potencial evocado auditivo de tronco encefálico, potencial evocado auditivo de média latência e potencial cognitivo em 16 indivíduos com autismo (grupo pesquisa) e 25 normais (grupo controle), com idades entre oito e 20 anos. RESULTADOS: Na comparação entre os resultados normais e alterados (análise qualitativa), não foram encontradas alterações na avaliação comportamental da audição para os dois grupos. Na comparação dos resultados das avaliações comportamentais e eletroacústicas entre os grupos, não ocorreram diferenças estatisticamente significantes. O grupo controle apresentou alterações apenas no resultado do potencial evocado auditivo de média latência, sendo que o tipo de alteração mais freqüentemente encontrada foi ambas (efeito eletrodo e efeito orelha ocorrendo concomitantemente). O grupo pesquisa apresentou resultados alterados em todos os potenciais evocados auditivos, havendo diferença estatisticamente significante quando comparado ao grupo controle. Com relação aos tipos de alterações encontradas no grupo pesquisa, foi observada uma maior ocorrência de alteração em tronco encefálico baixo no potencial evocado auditivo de tronco encefálico, alteração do tipo ambas (efeito eletrodo e efeito orelha ocorrendo concomitantemente) no potencial evocado auditivo de média latência e ausência de resposta no potencial cognitivo. Na análise quantitativa dos resultados dos potenciais evocados auditivos, verificou-se que apenas para o potencial evocado auditivo de tronco encefálico ocorreu diferença estatisticamente significante entre os grupos, com relação às latências das ondas III e V e interpicos I-III e I-V. CONCLUSÃO: Indivíduos com autismo não apresentam alterações nas avaliações comportamentais e eletroacústicas da audição, e apresentam alterações nos potenciais evocados auditivos de tronco encefálico e potencial cognitivo, sugerindo comprometimento da via auditiva em tronco encefálico e regiões corticais. / INTRODUCTION: Autism is a disorder, which begins in the infancy, and the main characteristics are the presence of an abnormal or impaired development of social interaction and communication, and restrict range of activities and interest. Some theories consider autism as a developmental disorder caused by a central nervous system alteration, and stress the presence of a cognitive deficit in this population. Studies also demonstrate the presence of electrophysiological abnormalities in the auditory evoked potentials of short middle and long latencies. Considering the importance of the peripheral and central auditory system integrity for the speech and language acquisition and development and for learning, it becomes important to identify and treat hearing abnormalities, either peripheral or central, in autistic individuals. AIM: to characterize the findings of behavioral, electroacoustic and electrophysiological assessments of autistic individuals, as well as to compare those findings with the ones of normal individuals of the same age. METHOD: 16 individuals with autism (study group) and 25 normal ones (control group), ranging in age from eight and 20 years underwent anamnesis, pure tone audiometry, speech audiometry, acoustic immitance measures, brainstem auditory evoked potential, middle latency response and cognitive potential. RESULTS: Comparing the normal and altered results (qualitative analysis), no alterations were found in the behavioral assessment of hearing in both groups. Comparing the results of the behavioral and electroacoustic evaluations between the two groups, there were no statistical differences. The control group presented altered results only in the middle latency auditory evoked potential and the most common type of alteration was both electrode effect and ear effect occurring simultaneously. The study group presented altered results in all auditory evoked potentials with a significant statistical difference when compared to the control group. Concerning the types of alterations found in the study group it was verified higher occurrence of lower brainstem alteration in the brainstem auditory evoked potential, both electrode and ear effect occurring simultaneously in the middle latency auditory evoked potential, and absence of response in the cognitive potential. The quantitative analysis of the auditory evoked potentials results showed a significant statistical difference between the groups only in the brainstem auditory evoked potential, concerning the latencies of waves III and V and interpeaks I-III and I-V. CONCLUSION: autistic individuals do not present altered behavioral and electroacoustic evaluations, and present altered brainstem auditory evoked potential and cognitive potential, suggesting prejudice in the brainstem auditory pathway and cortical regions.

INTRODUÇÃO: A Síndrome da Imunodeficiência Adquirida é causada pelo vírus da imunodeficiência humana, um retrovírus específico que afeta o sistema imunológico, propiciando a ocorrência de diversas infecções oportunistas e podendo afetar também o sistema nervoso auditivo central. OBJETIVO: Avaliar as vias periférica e central do sistema auditivo em indivíduos adultos com HIV/AIDS. MÉTODOS: Foram avaliados 25 indivíduos com HIV/AIDS e 25 indivíduos do grupo controle, sendo estes submetidos à avaliação audiológica convencional, audiometria em altas frequências, emissões otoacústicas por transiente, supressão das emissões otoacústicas, potenciais evocados auditivos de tronco encefálico, média latência e Potencial Cognitivo (P300). RESULTADOS: O grupo estudo apresentou alterações em todas as avaliações realizadas, enquanto que o grupo controle apresentou alterações na audiometria em altas frequências, supressão das emissões otoacústicas, potencial evocado auditivo de média latência e P300. A comparação dos resultados normais e alterados obtidos entre os grupos apresentou diferença estatisticamente significante para a audiometria tonal convencional, audiometria em altas frequências, timpanometria, pesquisa dos reflexos acústicos, emissões otoacústicas, supressão das emissões otoacústicas e potencial evocado auditivo de tronco encefálico, sendo também possível observar uma tendência à diferença estatisticamente significante no P300. Com relação aos tipos de alteração, o grupo estudo apresentou maior ocorrência de perda auditiva neurossensorial na avaliação audiológica convencional, alterações sugestivas de comprometimento de orelha média e tronco encefálico concomitantemente no potencial evocado auditivo de tronco encefálico, alteração do tipo ambas (efeito eletrodo e efeito orelha ocorrendo concomitantemente) no potencial evocado auditivo de média latência e alterações por aumento de latência no P300. Com relação à análise quantitativa pode-se verificar que na comparação dos resultados obtidos entre os grupos houveram diferenças estatisticamente significantes para todos os limiares obtidos na audiometria tonal convencional, bem como na audiometria em altas frequências; no potencial evocado auditivo de tronco encefálico para a latência das ondas I, III, V, e interpicos I-V e III-V; no potencial evocado auditivo de média latência para a latência da onda Pa nas modalidades C4-A1 e C4-A2 e no P300 para a latência dessa onda. CONCLUSÃO: Indivíduos com HIV/AIDS apresentam alterações na avaliação audiológica convencional, audiometria em altas frequências, emissões otoacústicas, supressão das emissões otoacústicas e nos potenciais evocados auditivos, sugerindo comprometimento tanto da via auditiva periférica como da via auditiva central. / INTRODUCTION: The Acquired Immunodeficiency Syndrome is caused by the human immunodeficiency virus, a specific retrovirus that affects the immunological system allowing the emergence of several opportunistic infections, and that may also affect the central auditory nervous system. AIM: To assess the peripheral and central auditory pathways of the auditory system of individuals with HIV/AIDS. METHOD: 25 individuals with HIV/AIDS and 25 individuals from a control group were evaluated by conventional audiological assessment, high-frequency audiometry, transient otoacoustic emissions, suppression of otoacoustic emissions, brainstem auditory evoked potential, middle latency auditory evoked potential, and Cognitive Potential (P300). RESULTS: The study group presented abnormal results in all evaluations while the control group presented abnormal results in high-frequency audiometry, otoacoustic emission suppression, middle latency auditory evoked potential and P300. The comparison of normal and abnormal results between the groups showed statistically significant difference in conventional pure tone audiometry, high-frequency audiometry, tympanometry, acoustic reflexes, otoacoustic emissions, otoacoustic emissions suppression, and brainstem auditory evoked potential; it was also observed a tendency to statistically significant difference in P300. Concerning the types of alterations, the study group presented higher incidence of sensorineural hearing loss in the conventional audiological assessment; alterations suggestive of concomitant middle ear and brainstem disorders in the brainstem auditory evoked potential; concomitant electrode effect and ear effect in the middle latency auditory evoked potential; and increased latency in P300. In the quantitative analysis it was verified that in the comparison of results between the groups there were statistically significant differences for all thresholds obtained in the conventional pure tone audiometry as well as in the high-frequency audiometry; in the brainstem auditory evoked potential for the latency of waves I, III, V, and interpeaks I-V and III-V; in the middle latency for the latency of wave Pa in modalities C4-A1 and C4- A2; and in P300 latency. CONCLUSION: Individuals with HIV/AIDS present alteration in conventional audiological assessment, high-frequency audiometry, otoacoustic emission, otoacoustic emission suppression, and in auditory evoked potentials suggesting abnormalities of both, the peripheral and the central auditory pathways.

INTRODUÇÃO: A Síndrome da Imunodeficiência Adquirida é causada pelo vírus da imunodeficiência humana, um retrovírus específico que afeta o sistema imunológico, propiciando a ocorrência de diversas infecções oportunistas e podendo afetar também o sistema nervoso auditivo central. OBJETIVO: Avaliar as vias periférica e central do sistema auditivo em indivíduos adultos com HIV/AIDS. MÉTODOS: Foram avaliados 25 indivíduos com HIV/AIDS e 25 indivíduos do grupo controle, sendo estes submetidos à avaliação audiológica convencional, audiometria em altas frequências, emissões otoacústicas por transiente, supressão das emissões otoacústicas, potenciais evocados auditivos de tronco encefálico, média latência e Potencial Cognitivo (P300). RESULTADOS: O grupo estudo apresentou alterações em todas as avaliações realizadas, enquanto que o grupo controle apresentou alterações na audiometria em altas frequências, supressão das emissões otoacústicas, potencial evocado auditivo de média latência e P300. A comparação dos resultados normais e alterados obtidos entre os grupos apresentou diferença estatisticamente significante para a audiometria tonal convencional, audiometria em altas frequências, timpanometria, pesquisa dos reflexos acústicos, emissões otoacústicas, supressão das emissões otoacústicas e potencial evocado auditivo de tronco encefálico, sendo também possível observar uma tendência à diferença estatisticamente significante no P300. Com relação aos tipos de alteração, o grupo estudo apresentou maior ocorrência de perda auditiva neurossensorial na avaliação audiológica convencional, alterações sugestivas de comprometimento de orelha média e tronco encefálico concomitantemente no potencial evocado auditivo de tronco encefálico, alteração do tipo ambas (efeito eletrodo e efeito orelha ocorrendo concomitantemente) no potencial evocado auditivo de média latência e alterações por aumento de latência no P300. Com relação à análise quantitativa pode-se verificar que na comparação dos resultados obtidos entre os grupos houveram diferenças estatisticamente significantes para todos os limiares obtidos na audiometria tonal convencional, bem como na audiometria em altas frequências; no potencial evocado auditivo de tronco encefálico para a latência das ondas I, III, V, e interpicos I-V e III-V; no potencial evocado auditivo de média latência para a latência da onda Pa nas modalidades C4-A1 e C4-A2 e no P300 para a latência dessa onda. CONCLUSÃO: Indivíduos com HIV/AIDS apresentam alterações na avaliação audiológica convencional, audiometria em altas frequências, emissões otoacústicas, supressão das emissões otoacústicas e nos potenciais evocados auditivos, sugerindo comprometimento tanto da via auditiva periférica como da via auditiva central. / INTRODUCTION: The Acquired Immunodeficiency Syndrome is caused by the human immunodeficiency virus, a specific retrovirus that affects the immunological system allowing the emergence of several opportunistic infections, and that may also affect the central auditory nervous system. AIM: To assess the peripheral and central auditory pathways of the auditory system of individuals with HIV/AIDS. METHOD: 25 individuals with HIV/AIDS and 25 individuals from a control group were evaluated by conventional audiological assessment, high-frequency audiometry, transient otoacoustic emissions, suppression of otoacoustic emissions, brainstem auditory evoked potential, middle latency auditory evoked potential, and Cognitive Potential (P300). RESULTS: The study group presented abnormal results in all evaluations while the control group presented abnormal results in high-frequency audiometry, otoacoustic emission suppression, middle latency auditory evoked potential and P300. The comparison of normal and abnormal results between the groups showed statistically significant difference in conventional pure tone audiometry, high-frequency audiometry, tympanometry, acoustic reflexes, otoacoustic emissions, otoacoustic emissions suppression, and brainstem auditory evoked potential; it was also observed a tendency to statistically significant difference in P300. Concerning the types of alterations, the study group presented higher incidence of sensorineural hearing loss in the conventional audiological assessment; alterations suggestive of concomitant middle ear and brainstem disorders in the brainstem auditory evoked potential; concomitant electrode effect and ear effect in the middle latency auditory evoked potential; and increased latency in P300. In the quantitative analysis it was verified that in the comparison of results between the groups there were statistically significant differences for all thresholds obtained in the conventional pure tone audiometry as well as in the high-frequency audiometry; in the brainstem auditory evoked potential for the latency of waves I, III, V, and interpeaks I-V and III-V; in the middle latency for the latency of wave Pa in modalities C4-A1 and C4- A2; and in P300 latency. CONCLUSION: Individuals with HIV/AIDS present alteration in conventional audiological assessment, high-frequency audiometry, otoacoustic emission, otoacoustic emission suppression, and in auditory evoked potentials suggesting abnormalities of both, the peripheral and the central auditory pathways.

INTRODUÇÃO: O Autismo é um distúrbio que tem início na infância, cujas principais características são a presença de um desenvolvimento anormal ou prejudicado na interação social e comunicação, e um repertório restrito de atividades e interesses. Algumas teorias consideram o autismo como um distúrbio do desenvolvimento causado por uma alteração do sistema nervoso central, e salientam a presença do déficit cognitivo nessa população. Estudos demonstram também a presença de anormalidades eletrofisiológicas nos potenciais evocados auditivos de curta, média e longa latências. Considerando a importância da integridade do sistema auditivo periférico e central na aquisição e desenvolvimento de fala, linguagem e aprendizado, mostra-se imprescindível que anormalidades auditivas tanto periféricas como centrais sejam identificadas e tratadas em indivíduos autistas. OBJETIVO: caracterizar os achados das avaliações comportamentais, eletroacústicas e eletrofisiológicas da audição em indivíduos com autismo, bem como compará-los aos obtidos em indivíduos normais da mesma faixa etária. MÉTODOS: foram realizadas anamnese, audiometria tonal, logoaudiometria, medidas de imitância acústica, potencial evocado auditivo de tronco encefálico, potencial evocado auditivo de média latência e potencial cognitivo em 16 indivíduos com autismo (grupo pesquisa) e 25 normais (grupo controle), com idades entre oito e 20 anos. RESULTADOS: Na comparação entre os resultados normais e alterados (análise qualitativa), não foram encontradas alterações na avaliação comportamental da audição para os dois grupos. Na comparação dos resultados das avaliações comportamentais e eletroacústicas entre os grupos, não ocorreram diferenças estatisticamente significantes. O grupo controle apresentou alterações apenas no resultado do potencial evocado auditivo de média latência, sendo que o tipo de alteração mais freqüentemente encontrada foi ambas (efeito eletrodo e efeito orelha ocorrendo concomitantemente). O grupo pesquisa apresentou resultados alterados em todos os potenciais evocados auditivos, havendo diferença estatisticamente significante quando comparado ao grupo controle. Com relação aos tipos de alterações encontradas no grupo pesquisa, foi observada uma maior ocorrência de alteração em tronco encefálico baixo no potencial evocado auditivo de tronco encefálico, alteração do tipo ambas (efeito eletrodo e efeito orelha ocorrendo concomitantemente) no potencial evocado auditivo de média latência e ausência de resposta no potencial cognitivo. Na análise quantitativa dos resultados dos potenciais evocados auditivos, verificou-se que apenas para o potencial evocado auditivo de tronco encefálico ocorreu diferença estatisticamente significante entre os grupos, com relação às latências das ondas III e V e interpicos I-III e I-V. CONCLUSÃO: Indivíduos com autismo não apresentam alterações nas avaliações comportamentais e eletroacústicas da audição, e apresentam alterações nos potenciais evocados auditivos de tronco encefálico e potencial cognitivo, sugerindo comprometimento da via auditiva em tronco encefálico e regiões corticais. / INTRODUCTION: Autism is a disorder, which begins in the infancy, and the main characteristics are the presence of an abnormal or impaired development of social interaction and communication, and restrict range of activities and interest. Some theories consider autism as a developmental disorder caused by a central nervous system alteration, and stress the presence of a cognitive deficit in this population. Studies also demonstrate the presence of electrophysiological abnormalities in the auditory evoked potentials of short middle and long latencies. Considering the importance of the peripheral and central auditory system integrity for the speech and language acquisition and development and for learning, it becomes important to identify and treat hearing abnormalities, either peripheral or central, in autistic individuals. AIM: to characterize the findings of behavioral, electroacoustic and electrophysiological assessments of autistic individuals, as well as to compare those findings with the ones of normal individuals of the same age. METHOD: 16 individuals with autism (study group) and 25 normal ones (control group), ranging in age from eight and 20 years underwent anamnesis, pure tone audiometry, speech audiometry, acoustic immitance measures, brainstem auditory evoked potential, middle latency response and cognitive potential. RESULTS: Comparing the normal and altered results (qualitative analysis), no alterations were found in the behavioral assessment of hearing in both groups. Comparing the results of the behavioral and electroacoustic evaluations between the two groups, there were no statistical differences. The control group presented altered results only in the middle latency auditory evoked potential and the most common type of alteration was both electrode effect and ear effect occurring simultaneously. The study group presented altered results in all auditory evoked potentials with a significant statistical difference when compared to the control group. Concerning the types of alterations found in the study group it was verified higher occurrence of lower brainstem alteration in the brainstem auditory evoked potential, both electrode and ear effect occurring simultaneously in the middle latency auditory evoked potential, and absence of response in the cognitive potential. The quantitative analysis of the auditory evoked potentials results showed a significant statistical difference between the groups only in the brainstem auditory evoked potential, concerning the latencies of waves III and V and interpeaks I-III and I-V. CONCLUSION: autistic individuals do not present altered behavioral and electroacoustic evaluations, and present altered brainstem auditory evoked potential and cognitive potential, suggesting prejudice in the brainstem auditory pathway and cortical regions.