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Ein fundamentales Problem bei Schwellenmessungen ist der Umstand, dass Verhaltens- oder neuronale Antworten auf Reize in Schwellennähe ein schlechtes Signal-Rausch-Verhältnis aufweisen. Wir schlagen hier eine neue Methode zur Hörschwellenbestimmung mittels Hirnstammaudiometrie (BERA) oder Verhaltensaudiometrie (akustische Schreckreaktion, ASR) im Tiermodell vor, die dieses Problem umgeht.

Praktisch alle psychometrischen und physiologischen Reiz-Reaktionsfunktionen haben einen sigmoiden Verlauf, der z.B. mit der logistischen Funktion (LF) beschrieben werden kann. In unserem Verfahren fitten wir die gemessenen Antwortstärken bei unterschiedlichen Reizintensitäten auf eine solche LF. Wir zeigen, dass auf die Messung im schwellennahen Bereich verzichtet werden kann, wenn stattdessen die gemessene Antwortstärke in der Nicht-Stimulus Bedingung (= Spontanaktivität) als y-Achsenabschnitt der LF festgelegt wird. Da wir so zur Schwellenbestimmung also nur noch Daten aus einem Bereich mit gutem Signal-Rausch-Verhältnis verwenden und nicht mehr im stark verrauschten schwellennahen Bereich messen, ist die Methode sehr robust gegen Ausreißer und hohes Hintergrundrauschen, was mittels einer „subsampling“ Methode von Beispieldaten belegt wird. Dabei wird die Güte des Fittings optimal, wenn die gemessenen Stützpunkte in dem Bereich der LF liegen, der die größte Steigung aufweist, also ihrem dynamischen Bereich. Die Methode konnte durch umfangreiche nummerische Simulationen validiert werden und wurde an verschiedenen Datensätzen erfolgreich getestet, darunter tierexperimentelle BERA und ASR Daten sowie menschliche BERA Messungen.

Grundsätzlich ist dieser neue Ansatz zur Bestimmung von jedweden Schwellen geeignet, die auf der Messung von neurophysiologischen oder Verhaltensdaten beruhen.

Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.