Versuchsaufbau für DPOAE-Messungen an der Wüstenrennmaus . 34

Das Versuchstier wurde auf einem Heizkissen platziert, um die Körpertemperatur wäh-rend des Versuchs konstant auf 37,2 °C zu halten und der Kopf des Tieres wurde mit einem Maulhalter fixiert. Das Kopplersystem zur Evozierung und Messung von Distorsionsprodukt-otoakustischer Emissionen bei der Wüstenrennmaus integrierte zwei revers betriebene Kondensatormikrofone (Brüel&Kjær, 4133, 1/2“), die als Lautsprecher zur Applikation der Primärtöne dienten, einen dynamischen Kopfhörer-Lautsprecher (Beyerdynamic, DT 880) zur Präsentation des tieffrequenten Bias-Tons und ein hochempfindliches Kondensatormi-krofon (Brüel&Kjær, 4190, 1/2“), mit dem das akustische Signal im Gehörgang aufgenom-men wurde. Die Spitze des Kopplersystems wurde in Eigenbau aus zwei zusamaufgenom-mengekleb- zusammengekleb-ten Plastikröhrchen (Pipetzusammengekleb-tenspitzen) hergestellt. Mithilfe eines Mikromanipulators wurde die Kopplerspitze unter Sichtkontrolle durch ein Binokular im äußeren Gehörgang des lin-ken Ohres des Versuchstiers platziert. Zur kontralateralen akustischen Stimulation wurde

2.2 Versuche zum Einfluss von CAS auf DPOAE bei der Wüstenrennmaus DAP 840 und DAP 4200 (Microstar Laboratoriers)

Abbildung 2.4:Skizze des Versuchsaufbaus zur OAE-Messung bei der Wüstenrennmaus. Das ipsi-laterale Kopplersystem intergrierte zwei Lautsprecher und ein Mikrofon zur Evozierung und Auf-nahme von DPOAE und beinhaltete außerdem einen zusätzlichen Lautsprecher zur Tieftonstimula-tion. Kontralateral erfolgt die akustische Stimulation (CAS) zur Aktivierung der olivo-cochleären Efferenzen.

ein weiteres als Lautsprecher betriebenes Kondensatormikrofon (Brüel&Kjær, 4133, 1/2“) verwendet, das in den gegenüberliegenden, rechten Meatus eingeführt wurde. Der experi-mentelle Aufbau zur DPOAE-Messung bei der Wüstenrennmaus ist in Abb. 2.4 skizziert.

Die Generierung der akustischen Stimuli erfolgte digital im Computer, wobei zwei syn-chronisierte D/A Wandlungskarten (Microstar Laboratories, DAP 840 und DAP 4200, Ab-tastrate 100 kHz) verwendet wurden. Alle vier Stimuli, die Primärtöne (f1 und f2) zur DPOAE-Evozierung, der tieffrequente Bias-Ton (f_B) und der CAS-Stimulus wurden se-parat abgeschwächt (Tucker Davis Technologies, PA 5). Die Primärtöne sowie der CAS-Stimulus wurden anschließend verstärkt (Eigenbau) und den Lautsprechern zugeführt. Das akustische System wurde mithilfe eines Breitbandrauschstimulus (0–20 kHz) in situ ka-libriert, um definierte Schallpegel applizieren zu können. Die ipsilateralen Lautsprecher wurden hierbei direkt vor Beginn der Messungen kalibriert, der kontralaterale Lautspre-cher einzeln ohne Tier vor Beginn des Versuchs. Das im Meatus aufgenommene Mikrofon-signal wurde verstärkt (Brüel&Kjær, Vorverstärker Typ 2662 und Mikrofonverstärker Typ

2 Material und Methoden

2610), gefiltert (Hochpassfilter, Grenzfrequenz 22,4 Hz), über eine der Wandlungskarten A/D gewandelt (Abtastrate 100 kHz) und zur weiteren Analyse gespeichert.

2.2.3 Versuchsparadigma

Zur Evozierung der DPOAE bei der Wüstenrennmaus wurde ein Zweitonstimulus verwen-det, der über 2,62 s (Anstiegs- und Abstiegsflanke: 50 ms) kontinuierlich auf dem Messohr dargeboten wurde. Die Primärtöne waren auf f₁= 5,47 kHz und f₂= 7 kHz bei gleichen Pegeln (l₁=l₂) zwischen 9 und 60 dB SPL eingestellt. Diese Stimulusparameter wurden gewählt, um hohe f₂-f₁-Pegel zu generieren und gleichzeitig auch das Verzerrungsprodukt der Frequenz 2f1-f2messen zu können. Der CAS-Stimulus wurde innerhalb der 2,62 s an-dauernden Zweitonstimulation mit einer Verzögerung von 1000 ms auf dem kontralateralen Ohr für eine Dauer von 800 ms präsentiert. Der CAS-Stimulus bestand aus weißem Rau-schen mit variierenden Pegeln (10–70 dB SPL). In einigen ergänzenden Versuchen wurden die Primärtonfrequenzen variiert und als CAS-Stimulus Reintöne mit Frequenzen zwischen 0,5 und 19,027 kHz verwendet.

In den Versuchen mit zusätzlicher Tieftonstimulation wurde außer den beiden Primär-tönen zur Evozierung der DPOAE kontinuierlich auch ein sogenannter Bias-Ton mit einer Frequenz von 5 Hz und hohen Pegeln (l_B = 89–109 dB SPL) auf der ipsilateralen Seite vor-gespielt.

Die Wellenform des im Gehörgang in 2–5 Einzelmessungen aufgenommenen Signals wurde gemittelt und die DPOAE-Pegel durch FFTs in zeitlich aufeinander folgenden Ana-lysefenstern bestimmt (moving window method). Das Anaylsefenster (Hanning) deckte da-bei einen Bereich ab, der 30° der Bias-Ton-Periode entsprach (16,67 ms) und die einzelnen Analysefenster überlappten sich um 20 %, sodass alle 13,3 ms eine FFT berechnet wurde (vgl. Abb. 2.5) und so der zeitliche Verlauf der DPOAE-Pegel innerhalb der 2,62 s andau-ernden Stimulation sehr gut wiedergegeben werden konnte. Der Hintergrundrauschpegel wurde berechnet, indem die Pegel von sechs, die f₂-f₁-Frequenz im Spektrum umgeben-den Datenpunkten gemittelt wurde.

Berechnung der Zeitkonstanten

Um den Zeitverlauf der CAS-induzierten Effekte auf DPOAE (in den Experimenten ohne Tieftonstimulation) zu quantifizieren, wurden in den Datensätzen, die während CAS von 60 dB SPL aufgenommen wurden, durch Korrelations-Algorithmen (Matlab Version 6.5) die Zeitkonstantenτ für den Verlauf des f2-f1-Pegels unmittelbar nach Beginn und nach Ende der kontralateralen akustischen Stimulation berechnet.

2.2 Versuche zum Einfluss von CAS auf DPOAE bei der Wüstenrennmaus

kontinuierliche Zweitonstimulation f1 = 5.47 kHz, f2 = 7 kHz

Tieftonstimulation:

Bias-Ton = 5 Hz

Analysefenster :

FFT-16.67 ms, entspricht 30° des Bias-Tons

moving window, zeitl. Verschiebung:

13.33 ms

Abbildung 2.5:Schema dermoving window-Analyse in den DPOAE-Messungen bei der Wüsten-rennmaus. Die Zweitonstimulation zur DPOAE-Generierung erfolgte kontinuierlich, in den Expe-rimenten mit Tieftonstimulation wurde zudem ein Bias-Ton von 5 Hz präsentiert. Aus dem im Ge-hörgang aufgenommenen Schallsignal wurde in Analysefenstern von 16,67 ms, was 30° des Bias-Tons entspricht, eine Frequenzanalyse (FFT) berechnet und die Pegel der DPOAE bestimmt. Durch das schrittweise Verschieben des Analysefensters um 13,33 ms (Überlappung der Fenster: 20 %) konnte der Zeitverlauf der DPOAE-Pegel über den Stimulationszeitraum und die Abhängigkeit der DPOAE-Pegel von der Phasenlage des Tieftons ermittelt werden.

Statistische Analyse

Zusätzlich zur Ermittlung der DPOAE-Pegel in den beschriebenen kleinen Analysefens-tern, wurden die DPOAE-Pegel durch FFTs in drei größeren Zeitfenstern berechnet (vgl.

Abbildung 3.15 im Ergebnisteil): vor CAS (500–1000 ms), während CAS (1300–1800 ms) und nach CAS (2120–2620 ms). Diese Zeitfenster wurden gewählt, um DPOAE-Anfangs-adaptationen (engl.post-onset adaptation, vgl. Liberman et al., 1996) und die Anfangsef-fekte unmittelbar nach Beginn und nach Ende der CAS auszuschließen. Die so ermittelten DPOAE-Pegel wurden zur weiteren statistischen Analyse verwendet, in der zunächst die CAS-induzierten DPOAE-Pegelveränderungen als Differenz der Pegel während und vor CAS berechnet wurden und anschließend signifikante Abweichungen der Mittelwerte aller Versuchstiere gegenüber einem hypothetischen Mittelwert von Null durch den Wilcoxon Rangsummen-Test geprüft wurden (JMP Software, Version 7.0; SAS Institute Inc.).

2 Material und Methoden