| License: Publishing license for publications excluding print on demand (6MB) |
- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-459746
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.45974
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 18 June 2021 |
| Referee: | PD Dr. Martin Schecklmann |
| Date of exam: | 17 June 2021 |
| Institutions: | Medicine > Lehrstuhl für Psychiatrie und Psychotherapie |
| Keywords: | tinnitus, acoustic stimulation, brain stimulation, repetitive transcranial magnetic stimulation, electroencephalography, personalized medicine |
| Dewey Decimal Classification: | 600 Technology > 610 Medical sciences Medicine |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 45974 |
Abstract (English)
The continuous auditory perception of an acoustic stimulus without the existence of a corresponding source of sound is termed chronic subjective tinnitus and represents a relative common phenomenon in the global population. On the basis of varieties in phenotype and etiology, there is currently no effective treatment option or cure for tinnitus. Individualization of interventions represents a ...
Abstract (English)
The continuous auditory perception of an acoustic stimulus without the existence of a corresponding source of sound is termed chronic subjective tinnitus and represents a relative common phenomenon in the global population. On the basis of varieties in phenotype and etiology, there is currently no effective treatment option or cure for tinnitus. Individualization of interventions represents a promising approach to cope with tinnitus heterogeneity. In the present thesis four separate experiments were conducted with a focus on transient changes in tinnitus perception and tinnitus-related electrophysiological brain activity caused either by acoustic stimulation or repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS). In study 1 different noise stimuli were modified according to patients’ tinnitus characteristics and applied to noise- like and tonal tinnitus patients. Besides the ability of each stimulus in brief tinnitus suppression, superior loudness decreases were observed in noise-like tinnitus patients. The main goal of study 2 was to examine the consequences of different individualized sound stimuli on tinnitus- related electrophysiological brain activity and whether potential neural changes can be linked with tinnitus loudness alterations. Results indicate tinnitus-unspecific oscillatory brain activity changes due to sound stimulations plus an absence of behavioral and neural correlations. Contrasts between acoustic stimulation responders and non-responders showed enhanced alpha and diminished gamma band activity in the group of responders according to the current neural models for tinnitus. Additional analyses revealed post stimulation differences between these two subgroups especially in the alpha frequency band in auditory cortical regions. Study 3 and 4 are dedicated to rTMS single sessions in tinnitus. Study 3 was conceptualized as a technical feasibility report using a small sample of tinnitus patients with the aim to investigate the feasibility and reliability of rTMS individualization for tinnitus. Another objective was to ascertain if specific stimulation parameters provoke consistent tinnitus loudness changes. Different auditory cortex positions were stimulated with various frequencies over both hemispheres on two days. Findings indicate consistency of several stimulation parameters e.g., frequency for brief tinnitus suppression. Further, it was feasible to identify an individualized rTMS protocol for reliable placebo-superior tinnitus suppression in each patient. Insights from study 3 were transferred to succeeding study 4. The aim of study 4 was to systematically scrutinize the reliability of rTMS effects as well as the feasibility of rTMS individualization via single sessions using a bigger sample size and only one temporal cortex stimulation position. In addition to behavioral ratings, electrophysiological brain activity was recorded. No reliable rTMS-induced effects neither on tinnitus loudness nor oscillatory brain activity could be detected. Besides rTMS individualization based on behavioral responses, electrophysiological data was used to identify a patient-specific rTMS protocol provoking changes in spontaneous brain activity according to neurophysiological models for tinnitus. RTMS individualization via behavioral and electrophysiological responses was feasible, but identification of an individualized protocol via electrophysiological responses seemed superior. The findings of the present thesis not only offer profound insights behind the basic and neurophysiological mechanisms of brief tinnitus suppression, but also provide useful indications and suggestions for prospective research attempts as well as treatment approaches in the fields of acoustic stimulation and rTMS for tinnitus.
Translation of the abstract (German)
Die kontinuierliche auditive Wahrnehmung eines akustischen Reizes in Abwesenheit einer entsprechenden Schallquelle wird als chronischer subjektiver Tinnitus bezeichnet und stellt ein global relativ häufig auftretendes Phänomen dar. Aufgrund vielfältiger Phänotypen und Ätiologien gibt es bis dato keine wirksamen Heilverfahren. Die Individualisierung von Interventionen bietet einen ...
Translation of the abstract (German)
Die kontinuierliche auditive Wahrnehmung eines akustischen Reizes in Abwesenheit einer entsprechenden Schallquelle wird als chronischer subjektiver Tinnitus bezeichnet und stellt ein global relativ häufig auftretendes Phänomen dar. Aufgrund vielfältiger Phänotypen und Ätiologien gibt es bis dato keine wirksamen Heilverfahren. Die Individualisierung von Interventionen bietet einen vielversprechenden Ansatz, um dieser Heterogenität entgegenzuwirken. Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurden insgesamt vier eigenständige Experimente zu akustischer Stimulation oder repetitiver transkranieller Magnetstimulation (rTMS) bei Tinnitus durchgeführt mit dem Ziel kurzzeitige Veränderungen der Tinnituswahrnehmung als auch elektrophysiologischer Hirnaktivität zu untersuchen. In Studie 1 wurden verschiedene rauschartige Stimuli gemäß den Tinnitus-Charakteristika von Patient*innen mit rauschhaftem oder tonalem Tinnitus modifiziert und für eine kurze akustische Stimulation verwendet. Eine temporäre Suppression des Tinnitus konnte bei allen applizierten Stimuli beobachtet werden. Patient*innen mit rauschhaftem Tinnitus zeigten jedoch eine deutlich stärkere Lautstärkeverminderung. Das Hauptziel von Studie 2 hingegen war es, die Auswirkungen von unterschiedlichen individualisierten rauschhaften Stimuli auf elektrophysiologische Hirnaktivität, assoziiert mit Tinnitus, zu überprüfen. Überdies ging Studie 2 der Frage nach, ob potenzielle neuronale Modulationen mit Veränderungen der Tinnituslautstärke in Zusammenhang stehen. Die Ergebnisse legten Tinnitus-unspezifische elektrophysiologische Veränderungen bedingt durch eine akustische Stimulation nahe, sowie keinen Zusammenhang von neuronalen und Verhaltensdaten. Patient*innen, die auf eine akustische Stimulation respondierten, zeigten erhöhte Alpha sowie verminderte Gamma Aktivität im Einklang mit den aktuellen neuronalen Modellen bei Tinnitus. Weitere Analysen brachten insbesondere Unterschiede im Alpha Frequenzband in auditorischen Bereichen des Kortex im Anschluss an eine Stimulation zum Vorschein. Studie 3 und 4 beschäftigten sich mit sogenannten rTMS Testsitzungen. Studie 3 wurde mit einer kleinen Stichprobe als eine technische Machbarkeitsstudie konzipiert. Das Ziel war es, die Machbarkeit und Zuverlässigkeit einer rTMS Individualisierung mittels Testsitzungen zu evaluieren. Ferner sollte herausgefunden werden, ob bestimmte Stimulationsparameter zuverlässige Veränderungen in der Tinnituslautstärke bewirken. Unterschiedliche Positionen des auditorischen Kortex wurden an zwei Tagen mit verschiedenen Frequenzen über beiden Hemisphären stimuliert. Bestimmte Stimulationsparameter wie etwa Frequenz, waren in der Lage konsistente Veränderungen in der Tinnituswahrnehmung hervorzurufen. Außerdem konnte für jede/n Patient*in ein individuelles rTMS Protokoll identifiziert werden, welches zuverlässig die Tinnituslautstärke verringerte und dabei einer Placebostimulation überlegen war. Die gewonnen Erkenntnisse wurden zur Planung und Durchführung von Studie 4 genutzt. Studie 4 beabsichtigte neben der Reliabilitätsprüfung von rTMS Effekten auch die Möglichkeit der rTMS-Individualisierung anhand einer größeren Stichprobe und einer einzigen temporalen Stimulationsposition systematisch zu untersuchen. Zusätzlich zu Lautstärkebewertungen fanden elektroenzephalographische Aufzeichnungen statt. Es konnten weder reliable V eränderungen der Lautstärke noch reliable elektrophysiologische Hirnaktivitätsveränderungen bedingt durch rTMS nachgewiesen werden. Neben einer Individualisierung anhand von Verhaltensdaten wurden zudem elektrophysiologische Daten herangezogen. Das Ziel war die Identifizierung eines patientenspezifischen rTMS-Protokolls, welches neuronale Veränderungen entsprechend neurophysiologischer Modelle bei Tinnitus verursacht. Beide Individualisierungsansätze waren umsetzbar, wobei eine Individualisierung anhand von elektrophysiologischen Antworten überlegen zu sein scheint. Die vorliegenden Ergebnisse bieten nicht nur einen fundierten Einblick in die grundlegenden und neurophysiologischen Prozesse einer kurzzeitigen Unterdrückung der Tinnituswahrnehmung, sondern liefern auch nützliche Hinweise und Anregungen für zukünftige Forschungsarbeiten und Behandlungsansätze in den Bereichen akustische Stimulation und rTMS bei Tinnitus.
Metadata last modified: 18 Jun 2021 09:01
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