Deterioration of cortical responses to amplitude modulations of low-frequency carriers after high-frequency cochlear lesion in guinea pigs

Abstract

Abstract

Temporal modulation transfer function (TMTF) is one of the most common methods for evaluating temporal acuity in the auditory system. In this experiment, we recorded cortical responses to amplitude modulation of tone carriers from implanted electrodes in guinea pigs to generate TMTFs by calculating the response amplitude changes as a function of modulation frequencies (Mfs). High-frequency hearing loss above 8 kHz was established using tone overstimulation (12 kHz, 110 dB SPL for 30 hours). The impact of this acoustic trauma on temporal resolution in the low-frequency range (below and at 8 kHz) was evaluated with the repeated tests of TMTFs until eight weeks post trauma. Deterioration in temporal resolution was found to develop over time, especially at 2 kHz, which was indicated by the decrease in −3 dB cutoffs in TMTFs and by the overall decrease in the AM response amplitude. Potential mechanisms that may underlie this off-channel affect are discussed.

Sumario

La función de transferencia de la modulación temporal (TMTF) es uno de los métodos más comunes para evaluar la agudeza temporal en el sistema auditivo. En este experimento, registramos las respuestas corticales antes modulaciones de amplitud en portadores tonales a partir de electrodos implantados en cobayos, para general TMTF por medio del cálculo de los cambios en la amplitud de la respuesta como función de las frecuencias moduladas (Mf). Se estableció una hipoacusia en las frecuencias agudas por encima de 8 kHz usando una sobre-estimulación tonal (12 kHz, 110 dB SPL durante 30 horas). El impacto de este trauma acústico sobre la resolución temporal en el rango de las frecuencias graves (por debajo y a 8 kHz) fue evaluado con pruebas repetidas de TMTF hasta ocho semanas después del trauma. Se encontró que el deterioro en la resolución temporal se desarrollaba a lo largo del tiempo, especialmente en 2 kHz, lo que se hizo evidente por una disminución en cortes de –3 dB en la TMTF, y por la disminución global en la amplitud de respuesta AM. Se discuten los mecanismos potenciales que pueden explicar este efecto extra-canal.

Key Words:

• Auditory cortex
• Envelope following response
• Acoustic trauma
• High-frequency cochlear lesion
• Guinea pigs
• Temporal resolution

Acknowledgements

This study was supported by the grant from the Nature Science and Engineering Research Council of Canada (250088-02), and a grant from The National Natural Science Foundation of China (30271410/C030310).

All authors have made an equal contribution to this paper.

Declaration of interest: The authors report no conflicts of interest. The authors alone are responsible for the content and writing of the paper.