Introduction:

In daily practice, measurements of auditory brainstem responses (ABR) are used to objectively assess the hearing ability. The basic neural activity of the patient"s brain interferes with the evoked potentials resulting in a low signal-to-noise ratio. Up to 2000 stimuli are applied and the corresponding results are averaged to enable a visual annotation of the potentials. The potentials are divided into characteristic waves. At present it is not possible to automatically distinguish normal outcomes from anomalous results, as there are no clear boundaries to pathological conditions.

Material and methods:

Transgenic mice with a modified ionic current in the inner hair cells (IHC) and significantly reduced amplitudes in wave I in the Click-BERA were visually evaluated and described in the publication Eckrich, Hecker et al. 2019 and compared with the corresponding wild type. The two mouse lines were not significantly different in the hearing threshold.

According to signal theory, the power of a signal correlates with the square of its amplitude. If Gaussian distributed values are squared and summed up, this sum has a Χ² distribution. In our new approach to analyse ABR-results, we fit a Χ² distribution to the power of single waves I.

Results:

The parameter analyzed in our study is the power in a single sweep of wave I in the click ABR. The frequency density distribution of wave I power displays significant differences between the two mouse lines (wild type 20.6 +/- 9.4 vs. mutant 6.7 +/- 2.5)

Discussion:

The new algorithm presented here demonstrates impressively how decreasing ionic current ratios in the IHC notably impacts the analysis parameter, which creates ample opportunities for further discussions.

Einleitung:

In der täglichen Routine werden zur Feststellung des objektiven Hörvermögens BERA-Messungen durchgeführt. Über EEG Elektroden werden dabei akustisch ausgelöste Potentiale gemessen. Aufgrund hoher neuraler Grundaktivitäten werden bis zu 2.000 Reize appliziert, um im gemittelten Signal die Morphologie des Wellenmusters visuell zu annotieren. Eine Abgrenzung von auffälligen Wellenerhebungen ist aktuell automatisiert nicht möglich und es fehlen Grenzen für pathologische Zustände.

Material und Methoden:

Transgene Mäuse mit einem modifizierten Ionenstrom in den inneren Haarzellen (IHC) und signifikant reduzierten Amplituden in der Welle I in der Click-BERA wurden in der Publikation Eckrich, Hecker et al. 2019 visuell ausgewertet und beschrieben sowie mit dem dazugehörigen Wildtyp verglichen. Im Schwellenbefund waren beide Mauslinien nicht signifikant unterschiedlich.

Im angewandten Analyseansatz wurde die Leistung im Zeitfenster der Welle I als klassische Χ²Verteilung betrachtet.Aus der Signaltheorie weiß man, dass die Höhe der Signalleistung quadratisch mit der Amplitudenhöhe korreliert ist. Auch die Χ²Verteilung aus der Wahrscheinlichkeitstheorie nutzt zur Beschreibung quadratisch summierte Items,wobei ihr Erwartungswert dem Freiheitsgrad entspricht.

Ergebnisse:

Als Analyseparameter wurde die Leistung im single sweep der Welle I in der Click ABR definiert. Der Erwartungswert der Häufigkeitsdichteverteilung der Welle I Leistung unterscheidet sich dabei signifikant zwischen den beiden Mauslinien (Wildtyp 20,6+/-9,4 gegenüber der Mutante 6,7+/-2,5).

Diskussion:

Der neue Algorithmus zeigt eindrucksvoll, wie veränderte Ionenströme in den IHC Einfluss auf den Analyseparameter haben und er eröffnet neue Perspektiven im Grenzbereich menschlichen Hörens.

Alle Autoren bestätigen, dass kein Interessenkonflikt existiert!