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Original Article

Location-Specific Components of the Gross Cochlear Action Potential: An Assessment of the Validity of the High-Pass Masking Technique by Cochlear Nerve Fibre Recording in the Cat

&
Pages 204-227 | Published online: 07 Jul 2009
 

Abstract

The auditory high-pass masking technique has been used in attempts to define the origin, along the cochlear partition, of the gross cochlear action potential (CAP) and the gross brain' stem potential. Theoretically, the high-pass masking paradigm should be frequency and location specific at the cochlear level, and some indirect evidence does point to this specificity. However, this hypothesis has not yet been directly substantiated. In the present experiment, click-evoked cochlear nerve activity was recorded simultaneously from the round window and from single fibres of the cochlear nerve, with and without high-pass maskers spaced in octaves from 0.5 to 16 kHz, at three intensities, in the anaesthetized cat. The ‘derived’ CAPs were computed and compared with the mapping of single cochlear fibre responses under the same conditions. With one main exception, the conclusions drawn on the origin of the frequency components of the ‘derived’ potentials were found to be valid in the normal cat. The exception concerned fibres with characteristic frequencies below 1-2 kHz, where the substantial spread towards the high frequencies of their frequency threshold curves, and the effects of lateral suppression or of other ‘remote masking’ phenomena rendered the high-pass masking less location specific. From these results and certain assumptions, we would predict the high-pass masking technique to be valid in electrophysiological investigations in normal humans for frequencies down to 0.5-1 kHz.

La technique de masquage passe-haut appliquée tout d'abord dans l'électro-physiologie des voies auditives animales, puis utilisée en électro-cochléographie humaine, ainsi que dans l'enregistrement des potentiels évoqués au niveau du tronc cérébral, a été largement employée pour essayer de définir l'origine des diverses composantes des potentiels d'action du nerf auditif et du tronc cérébral. Théoriquement, le paradigme de masquage passe-haut devrait pouvoir mettre en évidence de façon spécifique les fréquences et leur localisation au niveau cochléaire. Si certaines données obtenues indirectement tendent à confirmer cette spécificité, il n'a cependant pas encore été possible de confirmer directement la validité de cette hypothése.

Dans la présente expérimentation sur un chat anesthésié, nous avons enregistré l'activité du nerf cochléaire en réponse à des clics, administrés simultanément à partir de la fenětre ronde et à partir des fibres isolées, avec et sans masquage passe-haut (par octaves entre 0,5 et 16 kHz) et pour trois intensités différentes. Par la technique de soustraction (c.à.d. en soustrayant les réponses correspondant à des masquages ayant des fréquences de coupures adjacentes), les potentiels d'action globaux “dérivés” furent analysés par ordinateur et les réponses comparées à celles des fibres isolées obtenues dans les měmes conditions.

Hormis une exception notable, les conclusions concernant l'origine des composantes des fréquences des potentiels d'action “dérivés” se sont révélées valables sur la base du comportement des fibres isolées. De sorte que, dans l'ensemble, l'hypothèse concernant la spécificité de localisation de la technique de masquage passe-haut s'est avérée juste. L'exception concerne les fibres nerveuses aux fréquences caractéristiques situées en-dessous de 1-2 kHz pour lesquelles persiste une diffusion notable vers les hautes fréquences et pour lesquelles intervient peut-ětre un effet de suppression latérale ou de masquage éloigné.

Sur la base de nos résultats et de certaines hypothèses, nous sommes enclins à affirmer que la technique de masquage passe-haut est tout à fait valable chez l'homme normal dans la recherche électro-physiologique concernant les fréquences descendant jusqu'à 0,5-1 kHz.

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