多感覚前庭、前庭聴覚、および聴覚ネットワーク効果は、パラメトリックな音圧刺激によって明らかにされました

多感覚収束と感覚運動統合は、皮質レベルでのより高い前庭認知機能の媒介の重要な側面です。前庭視覚的または前庭触覚知覚の統合とは対照的に、前庭総耳石の統合（線形加速/翻訳/重力検出）と聴覚処理を媒介する神経メカニズムについてはあまり知られていません。前庭総大物および聴覚求心性神経は、臨床神経学的検査における頸部および眼の前庭誘発筋原性電位（VEMP）のテストに日常的に使用されている大きな音の圧力刺激を使用して同時に活性化できます。求心性神経の同時活性化により、これらのシステムの神経トポロジのfMRI研究では、常に聴覚的交絡問題があります。ここでは、聴覚交絡の問題は、単純な減算の仮定を必要としない新しい方法で克服できることを実証し、さらに前庭オトリス干渉による応答の非線形変化を検出できることを実証します。各被験者の前庭刺激のしきい値を考慮に入れたパラメトリックな音圧刺激設計を使用し、前庭耳石閾値以下およびそれ以上の大胆な反応の変化を分析しました。このアプローチは、機能的磁気共鳴イメージング（fMRI）を使用した健全な聴覚および前庭統合の機能的神経解剖学を調査するのに役立ちました。結果は、聴覚および前庭の収束が、上側頭回（STG）および後島の尾側部分の重複領域に含まれていることを明らかにしました。さらに、これらの領域での前庭（耳石）シグナル処理を示唆する領域は、控除式の刺激にのみ反応する領域があります。これらのパラメトリック分析に基づいて、STGおよび後部島の尾側部分には、聴覚処理への前庭寄与の領域、すなわち、音の空間局在などのタスクに重要な多感覚統合を提供するより高い前庭皮質が含まれる可能性があることを示唆しています。

Multisensory convergence and sensorimotor integration are important aspects for the mediation of higher vestibular cognitive functions at the cortical level. In contrast to the integration of vestibulo-visual or vestibulo-tactile perception, much less is known about the neural mechanism that mediates the integration of vestibular-otolith (linear acceleration/translation/gravity detection) and auditory processing. Vestibular-otolith and auditory afferents can be simultaneously activated using loud sound pressure stimulation, which is routinely used for testing cervical and ocular vestibular evoked myogenic potentials (VEMPs) in clinical neurotological testing. Due to the simultaneous activation of afferents there is always an auditory confound problem in fMRI studies of the neural topology of these systems. Here, we demonstrate that the auditory confounding problem can be overcome in a novel way that does not require the assumption of simple subtraction and additionally allows detection of non-linear changes in the response due to vestibular-otolith interference. We used a parametric sound pressure stimulation design that took each subject's vestibular stimulation threshold into account and analyzed for changes in BOLD-response below and above vestibular-otolith threshold. This approach helped to investigate the functional neuroanatomy of sound-induced auditory and vestibular integration using functional magnetic resonance imaging (fMRI). Results revealed that auditory and vestibular convergence are contained in overlapping regions of the caudal part of the superior temporal gyrus (STG) and the posterior insula. In addition, there are regions that were responsive only to suprathreshold stimulations, suggesting vestibular (otolith) signal processing in these areas. Based on these parametric analyses, we suggest that the caudal part of the STG and posterior insula could contain areas of vestibular contribution to auditory processing, i.e., higher vestibular cortices that provide multisensory integration that is important for tasks such as spatial localization of sound.