ศักย์กระตุ้นการได้ยินและสรีรวิทยาไฟฟ้า

ศักย์กระตุ้นการได้ยินคือการตอบสนองทางไฟฟ้าขนาดเล็กของเส้นประสาทการได้ยินและวิถีประสาทส่วนกลางต่อเสียง ซึ่งบันทึกได้จากอิเล็กโทรดที่ผิวหนังและสกัดจากกิจกรรมพื้นหลังโดยการหาค่าเฉลี่ยของการกระตุ้นซ้ำหลายครั้ง การตอบสนองที่ใช้ทางคลินิกมากที่สุดคือการตอบสนองของก้านสมองส่วนการได้ยิน ซึ่งเป็นชุดของคลื่นที่เกิดขึ้นภายในไม่กี่มิลลิวินาทีหลังจากการกระตุ้น ทำให้สามารถประมาณการได้ยินและทดสอบวิถีประสาทการได้ยินได้อย่างเป็นกลาง โดยไม่จำเป็นต้องมีการตอบสนองทางพฤติกรรมใดๆ

Definition

ศักย์กระตุ้นการได้ยินคือศักย์ไฟฟ้าที่ถูกกระตุ้นโดยการกระตุ้นด้วยเสียงและบันทึกจากหนังศีรษะหรือหู โดยมีเวลาสัมพันธ์กับการกระตุ้นและถูกนำมาหาค่าเฉลี่ยเพื่อแสดงการตอบสนองของเส้นประสาทการได้ยินและวิถีประสาทการได้ยินส่วนกลาง

Scope

บทความนี้ครอบคลุมหลักการของการหาค่าเฉลี่ยสัญญาณ, ประเภทการตอบสนองหลักตามระยะเวลาแฝง (การตรวจคลื่นไฟฟ้าหูชั้นใน, การตอบสนองของก้านสมองส่วนการได้ยิน, และการตอบสนองของคอร์เทกซ์และสภาวะคงที่ในระยะหลัง), และวิธีการใช้การวัดเหล่านี้สำหรับการประมาณค่าเกณฑ์การได้ยินแบบเป็นกลาง, การคัดกรองทารกแรกเกิด, และการทดสอบตำแหน่งรอยโรค นี่คือคำอธิบายอ้างอิงของวิธีการ ไม่ใช่การตีความทางคลินิกสำหรับแต่ละบุคคล

Core questions

• เส้นประสาทการได้ยินและก้านสมองสร้างการตอบสนองทางไฟฟ้าต่อเสียงอย่างไร?
• การหาค่าเฉลี่ยสัญญาณสกัดการตอบสนองขนาดเล็กจากกิจกรรมพื้นหลังที่ใหญ่กว่าได้อย่างไร?
• ศักย์กระตุ้นถูกนำมาใช้เพื่อประมาณค่าเกณฑ์การได้ยินอย่างไรเมื่อไม่สามารถใช้พฤติกรรมได้?
• รูปแบบการตอบสนองช่วยระบุตำแหน่งความผิดปกติในวิถีประสาทได้อย่างไร?

Key concepts

• การหาค่าเฉลี่ยสัญญาณและการจับเวลา
• การตรวจคลื่นไฟฟ้าหูชั้นใน
• การตอบสนองของก้านสมองส่วนการได้ยิน (ABR)
• ระยะเวลาแฝงและรูปร่างของคลื่น I-V
• การตอบสนองของก้านสมองส่วนการได้ยินแบบสภาวะคงที่ (ASSR)
• ศักย์กระตุ้นการได้ยินของคอร์เทกซ์
• การประมาณค่าเกณฑ์การได้ยินแบบเป็นกลาง
• การทดสอบตำแหน่งรอยโรค

Mechanisms

สิ่งกระตุ้นด้วยเสียง เช่น เสียงคลิกหรือเสียงโทนสั้นๆ จะถูกนำเสนอหลายครั้งในขณะที่อิเล็กโทรดบันทึกกิจกรรมบนหนังศีรษะ เนื่องจากปฏิกิริยาที่แท้จริงมีเวลาสัมพันธ์กับสิ่งกระตุ้นแต่ละครั้งและกิจกรรมพื้นหลังไม่มี การหาค่าเฉลี่ยตลอดการกระตุ้นซ้ำจะช่วยเสริมปฏิกิริยาและยกเลิกกิจกรรมสุ่ม ทำให้เห็นศักย์ที่วัดได้ในหน่วยส่วนหนึ่งของไมโครโวลต์ (Jewett & Williston 1971) ปฏิกิริยาจะถูกจัดกลุ่มตามระยะเวลาแฝง: การตรวจคลื่นไฟฟ้าหูชั้นในจะจับศักย์ของหูชั้นในและเส้นประสาทที่เกิดขึ้นเร็วที่สุด, การตอบสนองของก้านสมองส่วนการได้ยินประกอบด้วยลำดับคลื่นลักษณะเฉพาะในช่วงไม่กี่มิลลิวินาทีแรกที่เกิดขึ้นตามเส้นประสาทและก้านสมอง, และปฏิกิริยาช่วงกลางและคอร์เทกซ์ที่มีระยะเวลาแฝงนานกว่าจะตามมา การลดระดับสิ่งกระตุ้นจนกระทั่งปฏิกิริยาหายไปเป็นการประมาณค่าเกณฑ์การได้ยินแบบเป็นกลาง ในขณะที่ระยะเวลาแฝงและรูปร่างของคลื่นให้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของปัญหาตามวิถีประสาท การตอบสนองของก้านสมองส่วนการได้ยินแบบสภาวะคงที่ใช้เสียงโทนที่ถูกปรับและระบบตรวจจับอัตโนมัติเพื่อประมาณค่าเกณฑ์การได้ยินที่จำเพาะต่อความถี่ การเปรียบเทียบปฏิกิริยาที่ถูกกระตุ้นที่หายไปหรือไม่ปกติกับการปล่อยเสียงจากหูชั้นในที่ยังคงอยู่เป็นพื้นฐานสำหรับการระบุความผิดปกติของการส่งสัญญาณประสาทที่มีการทำงานของหูชั้นในที่ยังคงอยู่ (Starr et al. 1996)

Clinical relevance

ศักย์กระตุ้นการได้ยินให้การประมาณค่าการได้ยินที่เป็นกลางและข้อมูลเกี่ยวกับความสมบูรณ์ของวิถีประสาทการได้ยินเมื่อการทดสอบพฤติกรรมไม่สามารถทำได้หรือต้องการการยืนยัน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการตอบสนองของก้านสมองส่วนการได้ยินแบบอัตโนมัติ พร้อมกับการปล่อยเสียงจากหูชั้นใน จึงเป็นพื้นฐานของการคัดกรองการได้ยินในทารกแรกเกิด การตีความจะทำเป็นส่วนหนึ่งของชุดการทดสอบร่วมกับการวัดพฤติกรรมและการวัดที่เป็นกลางอื่นๆ บทความนี้อธิบายวิธีการบันทึกการตอบสนองและสิ่งที่สะท้อนออกมา ไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Epidemiology

การทดสอบการตอบสนองของก้านสมองส่วนการได้ยินแบบอัตโนมัติเป็นหนึ่งในสองมาตรการทางสรีรวิทยาที่ใช้ในโครงการคัดกรองการได้ยินทารกแรกเกิดทั่วโลก ควบคู่ไปกับการปล่อยเสียงจากหูชั้นใน และเป็นการคัดกรองที่แนะนำสำหรับทารกที่มีความเสี่ยงสูงต่อความผิดปกติของการได้ยินทางระบบประสาท (JCIH 2007)

History

การตอบสนองแบบ far-field ที่บันทึกจากหนังศีรษะของก้านสมองส่วนการได้ยินของมนุษย์ได้รับการอธิบายโดย Jewett และ Williston ในปี 1971 โดยอาศัยการพัฒนาคอมพิวเตอร์สำหรับการหาค่าเฉลี่ยสัญญาณ และการตอบสนองของก้านสมองส่วนการได้ยินได้กลายเป็นเครื่องมือทางคลินิกอย่างรวดเร็วสำหรับการประมาณค่าเกณฑ์การได้ยินแบบเป็นกลางและการทดสอบตำแหน่งรอยโรค งานวิจัยต่อมาได้ระบุลักษณะของโรคเส้นประสาทหูเสื่อมผ่านการแยกแยะการตอบสนองของเส้นประสาทที่หายไปจากการปล่อยเสียงจากหูชั้นในที่ยังคงอยู่ (Starr et al. 1996) และการคัดกรองการตอบสนองของก้านสมองแบบอัตโนมัติได้กลายเป็นส่วนสำคัญของโครงการตรวจจับการได้ยินตั้งแต่เนิ่นๆ (JCIH 2007)

Key figures

• Don Jewett
• Hallowell Davis
• Terence Picton
• Arnold Starr

Seminal works

• jewett-williston-1971

Frequently asked questions

การตอบสนองของก้านสมองส่วนการได้ยินคืออะไร?

เป็นชุดของคลื่นไฟฟ้าขนาดเล็กที่สร้างขึ้นโดยเส้นประสาทการได้ยินและก้านสมองภายในไม่กี่มิลลิวินาทีหลังจากได้ยินเสียง ซึ่งบันทึกจากอิเล็กโทรดบนหนังศีรษะและใช้เพื่อประมาณการได้ยินและทดสอบวิถีประสาทได้อย่างเป็นกลาง

เหตุใดการหาค่าเฉลี่ยจึงจำเป็น?

การตอบสนองมีขนาดเล็กกว่ากิจกรรมของสมองและกล้ามเนื้อที่กำลังดำเนินอยู่มาก ดังนั้นสิ่งกระตุ้นจึงถูกทำซ้ำหลายครั้งและบันทึกค่าเฉลี่ย การตอบสนองที่สัมพันธ์กับเวลาจะรวมกันในขณะที่กิจกรรมที่ไม่เกี่ยวข้องจะถูกยกเลิกไป

ศักย์กระตุ้นสามารถทดสอบการได้ยินในผู้ที่ไม่สามารถตอบสนองได้อย่างไร?

เนื่องจากการตอบสนองถูกสร้างขึ้นโดยระบบประสาทและบันทึกด้วยไฟฟ้า จึงไม่จำเป็นต้องมีการตอบสนองโดยสมัครใจ ดังนั้นจึงสามารถประมาณค่าเกณฑ์การได้ยินในทารกแรกเกิดและผู้ฟังคนอื่นๆ ที่ไม่สามารถให้การตอบสนองทางพฤติกรรมได้