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Thèse Année : 2023

Investigating the evoked responses in the primary auditory cortex obtained by electrical stimulations through a cochlear implant

Études des réponses évoquées dans le cortex auditif primaire obtenues par des stimulations électriques délivrées par un implant cochléaire

Elie Partouche
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1264415
  • IdRef : 27066775X

Résumé

Cochlear implant, which restores hearing in cases of severe or profound deafness, is the most widely used neuroprosthesis in the world today. An increase in the number of implanted subjects should be expected in the future due to general aging and increase in noise pollution. Although the implanted subjects can have a good understanding of speech in silence, their understanding is usually poor in noisy environments. Considerable technical improvements and the search for objective measures are therefore necessary, making animal models mandatory for this purpose.This thesis aims at studying the responses of cortical neurons during the use of different shapes of electrical pulses: the rectangular biphasic pulse, classically used in clinic and four shapes of biphasic ramped pulses, the first phase of these pulse was either anodic or cathodic.With each ramped pulse, we observed: (i) an increase in the cortical neurons maximum firing rate, (ii) a decrease in response threshold, (iii) a lower level of injected charge to reach the maximum firing rate, (iv) no significant change in dynamic range, (v) a decrease in response latencies as a function of the increase in injected charge and (vi) a higher reproducibility compared to a rectangular pulse. Furthermore, when comparing the response to electrical stimulations and to acoustic stimulations, we showed that (vii) neuronal firing rate was unchanged, (viii) latencies were lower with electrical stimulation and (viii) there was no difference in temporal reproducibility.The use of ramped pulses in cochlear implants will be a promising strategy to explore in the incoming years.
L'implant cochléaire, qui restaure l'audition en cas de surdité sévère ou profonde, est la neuroprothèse la plus utilisée actuellement dans le monde. On peut prévoir une augmentation des sujets implantés dans le futur à cause du vieillissement de la population et des nuisances sonores de plus en plus importantes. Bien que les sujets implantés puissent avoir une bonne compréhension de la parole dans le silence, leur compréhension reste moindre dans un milieu bruité. Des améliorations techniques considérables et la recherche d'indices objectifs sont donc nécessaires, rendant les modèles animaux indispensables à cette fin.Le but de cette thèse est d'étudier les réponses des neurones corticaux lors de l'utilisation de différentes formes de pulses électrique : le pulse biphasique rectangulaire, classiquement utilisé en clinique, est comparé à quatre formes de pulse biphasique en rampe, la première phase de tous ces pulses est soit anodique soit cathodique.Quel que soit le pulse en rampe, nous avons pu observer : (i) une augmentation du taux de décharges maximal des neurones corticaux, (ii) une diminution du seuil de réponse, (iii) un niveau de charge injectée plus bas pour atteindre le taux de décharge maximal, (iv) aucun changement significatif concernant la gamme dynamique, (v) une diminution des latences des réponses en fonction de la charge injecté et (vi) une reproductibilité plus grande en comparaison avec un pulse rectangulaire. De plus, en comparant les réponses évoquées par la stimulation électrique et par la stimulation acoustique, nous avons montré que (vii) le taux de décharges neurones est inchangé, (viii) les latences sont plus basses avec la stimulation électrique et (viii) il n'y a aucune différence sur la reproductibilité temporelle. L'utilisation d'un pulse en rampe par l'implant cochléaire demeure donc une piste prometteuse à explorer pour les prochaines années.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04138948 , version 1 (23-06-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04138948 , version 1

Citer

Elie Partouche. Études des réponses évoquées dans le cortex auditif primaire obtenues par des stimulations électriques délivrées par un implant cochléaire. Neurosciences. Université Paris-Saclay, 2023. Français. ⟨NNT : 2023UPASL026⟩. ⟨tel-04138948⟩
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