Efecto de la estimulación coclear basal, medial y pancoclear mediante implantes cocleares en la discriminación espectral del lenguaje

Laburpena

La cóclea contiene el sistema de transducción que origina las señales nerviosas que permiten al Sistema Nervioso Central (SNC) procesar las características espectrales, temporales y binaurales del sonido que permiten el reconocimiento del habla y de la escena auditiva. En el año 1957 se realizan las primeras experiencias de estimulación eléctrica coclear por Dujurno y Eires demostrando que mediante este método era posible inducir una sensación auditiva en pacientes que sufrían de hipoacusia profunda bilateral. Desarrollos ulteriores dan lugar al implante coclear, constituyendo actualmente la opción terapéutica para las hipoacusias neurosensoriales severas y profundas bilaterales. Los implantes cocleares proporcionan resultados funcionales que permiten a la mayoría de los pacientes una comunicación verbal efectiva. En la primera parte de esta tesis se describe a modo de recordatorio el mecanismo morfofuncional del procesamiento auditivo donde se menciona el órgano de Corti como el receptor efectivo que transforma las ondas de presión en señales electroquímicas que permiten al sistema nervioso central analizar los sonidos complejos que constituyen el lenguaje. Se continúa con la descripción del análisis periférico y central del sonido en sus componentes espectral y temporal y como para conseguir este objetivo, tras la estimulación por sonido, la membrana basilar posee unas propiedades mecánicas que permite el análisis de las frecuencias de la onda de presión que incide sobre ella en el proceso auditivo (onda viajera de Davis). Se refleja que las fibras nerviosas procedentes del ganglio espiral de Corti y que se extienden hasta la región apical coclear constituyen la rama auditiva del VIII par que penetra en el SNC transmitiendo una geometría al mismo que es la base de la organización tonotópica de este. En el ser humano la cóclea permite un procesado de frecuencias en un rango comprendido entre 20 Hz y 20 KHz, sin embargo en el ser humano las frecuencias conversacionales, las que se relaciona con aquellas frecuencias necesarias para la comprensión del habla, se encuentran comprendidas entre 250 Hz y 6 KHz. De este modo, en el SNC el análisis espectral específico que se necesita para la identificación de los fonemas debe contener campos receptivos sintonizados a todo este rango de frecuencias sonoras. En el caso particular de los individuos que son candidatos a recibir un implante coclear los campos receptivos deberán estar organizados en función de los restos auditivos que esos sujetos hayan mantenido funcionales antes de la recepción del implante coclear, así como de la historia auditiva de estos sujetos y la evolución en el tiempo de su hipoacusia. Con la implantación coclear estos campos receptivos, así como la vía auditiva y los centros auditivos superiores del SNC deberán re sintonizarse a la nueva distribución frecuencial que proporcione el implante coclear en función de las bandas frecuenciales analizadas por el mismo y la disposición tonotópica de los electrodos estimuladores en la cóclea como resultado de la inserción quirúrgica de los estos. Partiendo de la hipótesis de que todo este proceso deberá influir en el tiempo que cada sujeto necesita para alcanzar una discriminación verbal funcional, así como en sus resultados esperables, en este trabajo de tesis doctoral, se estudia una población de usuarios de implante coclear valorada audiológicamente durante, al menos, los dos años posteriores a su implantación para determinar los efectos de diversos factores en el rendimiento alcanzado tras la implantación. . Se continúa con una revisión bibliográfica de la anatomía y dimensiones cocleares, seguido por una descripción de la microelectrónica y tecnología de los implantes cocleares disponibles para poder abordar de la forma más eficiente, mediante la estimulación eléctrica del ganglio espiral coclear a través de un implante coclear, la gran variabilidad de dimensiones cocleares presente en las poblaciones humanas descrita en la bibliografía. Continuamos con la descripción de las diferentes técnicas quirúrgicas empleadas en la implantación coclear descritas desde la perspectiva de un observador de las mismas. Se describen las metodologías y algoritmos empleados a lo largo de la historia del desarrollo de los implantes cocleares para convertir la señal de audio captada por el micrófono en una secuencia de estímulos eléctricos liberados en la cóclea de forma que sean percibidas e interpretados de manera coherente como audición por la corteza cerebral. Estas metodologías y algoritmos son conocidos como estrategias de codificación del implante coclear. En la segunda parte de esta tesis se evalúa una población de 306 sujetos usuarios de implante coclear seguidos durante un periodo no inferior a 24 meses. Se caracteriza electrofisiológicamente el tejido neuronal presente a lo largo de toda la extensión del órgano de Corti, hasta la región coclear apical. Este tejido resultó estimulado eléctricamente en los sujetos estudiados e implantados con guías de electrodos que permitían una cobertura coclear completa situando electrodos estimuladores en la región coclear apical. Se observa como las neuronas excitadas por la estimulación eléctrica mediante implante coclear son específicas de la posición donde se sitúa el electrodo estimulador y se encuentran en su vecindad. Se observa que neuronas situadas en regiones cocleares diferentes a aquella ocupada por electrodo de estimulación no se excitan a valores de estimulación eléctrica inferiores a los que ocasionarían una estimulación supramáxima. El seguimiento de los resultados de los usuarios de implante coclear se realizó mediante audiometrías tonales y audiometrías verbales para determinar la evolución de sus resultados de discriminación verbal en función de la longitud de la extensión del tejido neuronal coclear que era estimulado en cada caso en función de la profundidad de la inserción de la guía de electrodos del implante coclear empleado Se observó que aquellos sujetos que habían recibido un implante coclear con un diseño de guía de electrodos que permitía estimular eléctricamente toda la extensión del tejido neural presente en la cóclea parecían presentar a través de su implante coclear una mejor discriminación verbal de listas de palabras balanceadas presentadas en entorno abierto y con ruido de fondo que aquellos sujetos que habían recibido una guía de electrodos que permitía situar electrodos estimuladores tan solo en la espira basal coclear a lo largo de la extensión del ganglio espiral coclear en el canal de Rosenthal. Probablemente en ese segundo caso el desplazamiento hacia altas frecuencias de las bandas frecuenciales tratadas por el implante coclear en función del diseño de su guía de electrodos requiriese una reorganización más extrema de la vía auditiva y los centros auditivos superiores que la ocasionada por guías de electrodos más largas que permiten estimular toda la extensión coclear. Es posible que este fenómeno y la transposición frecuencial subsecuente tenga incluso un impacto negativo en el tiempo requerido para el desarrollo de las habilidades cognitivas que permiten a los usuarios de implante coclear discriminar la palabra.