Versão Inglês

Ano:  1983  Vol. 49   Ed. 2  - Abril - Junho - (1º)

Seção: Artigos Originais

Páginas: 07 a 15

RESPOSTAS ELÉTRICAS EVOCADAS DAS VIAS AUDITIVAS DE COBAIAS POR ESTIMULAÇÃO COM CLIQUES

Autor(es): JOSÉ A. A. OLIVEIRA
FLÁVIO DEL VECCHIO
RICARDO F. MARSEILLAN 1

INTRODUÇÃO

A estimulação acústica do receptor auditivo humano desencadeia uma série de respostas elétricas, ou "potenciais evocados", que resultam da ativação sucessiva da cóclea e dos neurônios que formam a via auditiva. Estas respostas são classificadas de acordo com sua latência em relação com o estímulo sonoro, geralmente um "clique" ou outro tipo de som bem definido temporalmente, em três grandes grupos, como segue.

a) Potenciais com latência de até 10 ms, incluindo as respostas da cóclea (potencial microfônico coclear, potencial de somação) e do nervo auditivo, cujo registro constitui a eletrocleografia (ECoG) (Arar, 1971; Eggermont, 1976). O restante dos potenciais deste grupo está formado pelas respostas dos núcleos e tratos auditivos do tronco cerebral e seu registro é a audiometria de respostas elétricas do tronco cerebral (BERA: Brain Stem Electric Response Audiometry) (Jewett Williston, 1971; Davis, 1976b).

b) Potenciais com latência de 10 a 50 ms, que compreendem as respostas precoces (ou "rápidas") da córtex cerebral, misturadas com potenciais produzidos por contração reflexa de grupos musculares, a chamada "resposta sonomotora" (Picton e col. 1974; Davis 1976a).

c) Potenciais com laténcias de 50 a 300 ms; são as respostas tardias (ou "lentas" da córtex cerebral, sendo seu registro denominado "audiometria de respostas audiometry") (Davis, 1976a).

As primeiras tentativas de registro de atividade elétrica do tronco cerebral humano, conhecidas como potenciais precoces das vias auditivas, evocadas por estimulação acústica, se encontram nas experiências de Sohmer e Feinmesser (1967), que, nos registros eletrococleográf cos que utilizam eletrodos no lobo da orelha e no nariz, observaram potenciais com latência superior a das respostas do nervo acústico.

Coube, porém, a Jewett, Romano e Williston (1970) e Jewett e WWiston (1971) a comprovação da origem destes potenciais no tronco e a primeira padronização da técnica de registro e a nomenclatura atualmente generalizada para designar as ondas.

As respostas do tronco cerebral índuzidas por cliques e registradas no vértice em sujeitos normais apresenta uma configuração característica com sete ondas positivas (Fig. 1) designadas com números romanos de I a VII seguindo a notação de Jewett e Williston (1971). Com exceção da onda 1, a origem das ondas não está completamente esclarecida; inicialmente postulou-se que cada onda representaria a resposta isolada de cada núcleo da via auditiva ativado seqüencialmente (Lev e Soluner, 1972), mas é mais provável que cada uma delas seja a soma algébrica dos potenciais produzidos por ativação de geradores neurônos múltiplos (Picton e col., 1974).

Contudo, considera-se que certas estruturas auditivas participam em maior grau na génese das ondas do BERA, como se esquematiza resumidamente abaixo (Lev e Soluner, 1972; Picton e col., 1974; Brackman, 1977; Stockard e Rossiter, 1977).

Fig. 1 - Resposta elétrica do tronco cerebral induzida por cliques, no homem, com derivação vértice meato acústico, mostrando as ondas de I a VII. Promediação de 1.024 respostas a cliques de 70 dB de nível de audição, freqüencia de repetiçdo 101s (Marseillan, Oliveira, Dei Vecchio, 1977).

Onda I. Latência 1,4 - 1,9 ms. É definitivamente estabelecido que assinala a ativação das fibras do nervo acústico e que é idêntica à onda N1 do eletrococleograma registrado no promontório.

Onda II. Latência 2, 6-3,0 ms. Seria uma resposta do núcleo coclear, ou atividade difusa a nível da junção pontobulbar.

Onda III. Latência 3, 8-4,1 ms. Traduziria a ativação da região caudal da ponte possivelmente do complexo olivar superior.

Onda IV. Latência 5, 0-5, 2 ms. Geralmente é de pequena amplitude e pode confundir-se com a onda V. Foi postulado sua origem na parte rostral da ponte, podendo ser gerada pelas fibras ou núcleos do lemnisco lateral.

Onda V. Latência 4, 6-6,4 ms. É a onda de maior amplitude provavelmente originando-se no grande acúmulo neuronal representado pelo colículo inferior.

Onda VI. Latência 6, 5-7, 6 ms. Tanto esta onda como a VII são de pequena amplitude ou inexistentes em muitos registros.

De origem duvidosa, a onda VI poderia provir de alguma região talâmica.

Onda VII. Latência 8,0 - 9,0 ms. Foi sugerido ser evocada a nível talâmico ou das radiações auditivas. As latências das ondas de respostas de tronco dependem da intensidade de estimulação, diminuindo quando esta aumenta (Marseillan, Oliveira, Del Vecchio, 1977).

A amplitude de todas as ondas é também proporcional à intensidade, podendo-se construir curvas de voltagem em função da intensidade para cada onda.

Todavia, como os valores de amplitude apresentam maior variabilidade. entre sujeitos e no mesmo sujeito, em testes sucessivos, sua importância na avaliação dos audiogramas de tronco é menor que a latência (Marseillan,Oliveira, Del Vecchio, 1977).

Vários autores têm estudado as características dos potenciais evocados do tronco cerebral por estimulação acústica em diversos animais. Todos estes estudos revelaram a presença de quatro ondas positivas no vértice. Os estudos de Grinell (1966) foram realizados em morcegos com registros do colículo inferior. Bullock e col. (1968) acreditaram que as ondas nos golfinhos tinham origem nos núcleos auditivos do tronco cerebral. Jewett (1970) registrou as mesmas ondas no núcleo caudato do gato e Jewett e Romano (1972), no rato. Os estudos de Lev e Sohmer (1972) comparando os potenciais do gato e homem revelaram no gato quatro ondas. Encontraram estes autores que no gato e homem as variações da amplitude e latência com a variação da intensidade do estímulo foram semelhantes. As quatro ondas variavam com diferentes colocações dos eletrodos nos estudos de Plantz e col. (1974) em ratos e gatos. Allan e Starr (1978) realizando amplo estudo comparativo dos potenciais de tronco cerebral do homem com os do macaco, gato e rato confirmaram a presença das quatro ondas nos primeiros 10 ms após a estimulação acústica nesses animais.

Os estudos dos potenciais evocados do tronco cerebral por estimulação acústica em cobaias são recentes e foram realizados por: Gyo e Yanaghiha:s (1980), Gardi e Berlin (1981), Marsh, Yamane, Potsic (1981) e Yamane, Marsh, Potsic (1981).A maioria destes autores tem utilizado cobaias para estudos dos potenciais evocados por estimulação elétrica, do nervo auditivo. Em experimentos agudos com cobaias anestesiadas todos encontraram as quatro ondas semelhantes às registradas nos outros animais, com a onda III sempre mais proeminente. Ondas tardias foram observadas, contudo, eram inconsistentes entre os animais.

O presente trabalho tem por objetivo investigar as características das respostas precoces das vias auditivas de cobaias por estimulação com cliques, bem como propor uma técnica de registro destes potenciais nestes animais com eletrodos permanentes implantados para experimentos de longa duração, padronizar os valores normais das latências e amplitudes das ondas e indicar aplicações desta metodologia em estudos experimentais.

MATERIAL E MÉTODOS

Os experimentos foram realizados em 20 cobaias albinas e não albinas pesando entre 300 a 800 g. Foram selecionados animais que apresentavam o reflexo de Preyer bem nítido. A cobaia foi o animal escolhido para estudo por ser dócil, adaptando-se bem aos diversos testes e mantendo-se tranqüila na caixa de contenção, sendo que a criação, alimentação e limpeza dos animais não ofereceu dificuldades. A preparação do animal com eletrodos cronicamente implantados era feita através de cirurgia. Para esta cirurgia os animais foram anestesiados com pentobarbital sódico (Nembutal "Abbott") na dosagem de 40mg/kg de peso, por via intraperitoneal. A anestesia, às vezes, era completada com éter sulfúrico por inalação. A cobaia era então fixada numa prancha, em decúbito ventral, e após tricotomia e antissepsia do campo cirúrgico com álcool iodado a 2%, era feita uma incisão longitudinal de 20 nm na pele e tecido subcutâneo da linha média craniana.

O periósteo era raspado e feito o descolamento da pele desde a incisão até a região frontal e as duas regiões do mastóide. O eletrodo ativo, um parafuso de bronze de cabeça redonda de 1,59 por 3,18mm, era introduzido no vértice da calota craniana num orifício feito com broca de dentista. Este parafuso era ligado diretamente a um dos três contatos de um conector fêmea miniatura.

O eletrodo de referência era um fio de aço inoxidável enrolado em espiral em uma das extremidades, sendo este colocado junto ao mastóide esquerdo.

A extremidade não enrolada deste eletrodo era ligada a um dos contatos do conector. O eletrodo terra era de fio de aço inoxidável com uma extremidade enrolada em espiral colocada na região frontal e a outra ligada a um dos contatos do conector miniatura. Estes eletrodos eram colocados por baixo da pele e finalmente o conector era fixado ao osso da calota craniana com outros dois parafusos e resina acrílica.

Fig. 2 - Esquema simplificado da ligação dos instrumentos utilizados para estimulação acústica e registro de potenciais evocados das vias auditivas da cobaia.

As figuras 2 e 3 mostram a posição dos eletrodos e do conector fixos na cabeça da cobaia.

A cobaia com eletrodos implantados era colocada não anestesiada, numa caixa de contenção, dentro de uma sala isolada acusticamente e com blindagem eletroástica. A caixa com a cobaia ficava l0 cm abaixo de um alto-falante horizontal, formando um sistema acústico aberto, ocorrendo portanto estimulação binaural.

A estimulação acústica efetuou-se com cliques obtidos por excitação do alto-falante, com pulsos retangulares de 50 us, obtendo-se sons de pequena duração, ataque rápido e com energia máxima ao redor de 4 KHz .Os pulsos eram produzidos por um gerador de dois canais, seguido de um atenuador calibrado em degraus de 10 dB. Em todos os casos utilizou-se uma freqüência de repetição de cliques de 10/s.

Fig. 3 - Radiografia mostrando a posição dos eletrodos e conector no crânio da cobaia.

O registro dos potenciais efetuava-se com os eletrodos implantados e ligados ao conector fêmea fixo a cabeça da cobaia. Esta tomada era ligada a uma tomada macho por ocasião do teste, com três fios ligados a entrada diferencial de um amplificador de baixo ruído (Princeton Applied Research, 113), amplificando o sinal 10.000 vezes. Com filtragem especial havia limitação da resposta de 100 Hz a 3 IZHz e uma nova amplificação de 10 vezes, obtendo-se um ganho final de 100.000 vezes. A saída do conjunto amplificador filtro era ligada a entrada do computador para efetuar a promediação com computador digital de programas fixos Nicolet 1.072. Promediava-se 128 respostas, analisando-se os potenciais. registrados nos 10 ms subseqüentes a emissão do clique. A curva de resposta média era apresentada na tela de um osciloscópio Tektronix 5 103 N e fotografada com uma câmara quimográfica Gran C4 ou escrita no papel por um registrador X-Y Hawlett Packard (Fig. 2).

RESULTADOS

A resposta normal típica das vias auditivas da cobaia à Estimulação por clique apresentava uma seqüência de quatro ondas positivas no vértice, durante os primeiros 10 ms após o estímulo (Fig. 4). Denominamos estas ondas de A, B, C, D. Como a forma e a amplitude destas ondas variava de um animal para outro, e as vezes entre testes no mesmo animal, a identificação das mesmas foi feita com base na sua latência, por ser o parâmetro mais constante. Esta operação simplifica-se com o uso de um gabarito transparente com linhas verticais que assinalam as latências médias e seus respectivos desvios-padrão, indicando os prováveis locais de ocorrência das quatro ondas. Em cada cobaia além do teste com o clique considerado "padrão", de 70 dB S.P.L. foram registradas as respostas a estímulos de 0 a 70 dB S.P.L. em intervalos de 10 dB, para confecção de curvas de latência e amplitude em função da intensidade do estímulo.

Fig. 4 - Resposta elétrica das vias auditivas da cobaia induzida por cliques, com derivapdo vértice-mastóide mostrando as ondas A, B, C, D. Promediação de 128 respostas a cliques, freqüência de repetição 10/ s.

Onda A - Presente em 60% dos testes com o clique padrão de 70 dB S.P.L. A sua amplitude média em 70 dB
S.P.L. foi de 0,648uV. A latência média desta onda descreveu de 2,11 ms, com clique de 10 dB S.P.L., à 1,56 ms com 79 dB S.P.L. O limiar desta onda nos animais estudados foi de 70 dB S.P.L. A amplitude média variou de 0,52 uV com 10 dB S.P.L. a 1,23 uV com 70 dB S.P.L. (Fig. 5).

Fig. 5 - Laténcia média e desvio-padnão da onda A (indicada no oscilograma) em ms a partir do início do estímulo, em função da intensidade do clique (em dB S.P.L.).

Onda B - Presente em 55% dos testes com o clique padrão de 70 dB S.P.L. A sua amplitude média em 70 dB S.P.L. foi de 0,923 uV. A latência média desta onda decresceu de 2,48 ms com 10 dB S.P.L. 2,07 ms com 70 dB S.P.L. 0 limiar desta onda nos animais estudados foi de 70 dB S.P.L. A amplitude média variou de 0,503 uV com 10 dB S.P.L. a 2,70 uV com 70 dB S.P.L. (Fig. 6).

Onda C- Sempre presente nos testes com 70 dB SP.L. A sua amplitude média em 70 dB S.P.L. foi de 3,05 uV, portanto de maior amplitude que as duas anteriores. A latência média desta onda decresceu de 3,48 ms com 0 dB S.P.L. a 2,78ms com 70 dB S.P.L. O limiar da onda C foi de 90 dB S.P.L. A amplitude média variou de 0,93 uV com 0 dB S.P.L. a 9,39 uV com 70 dB S.P.L. (Fig. 7).

Fig. 6 - Laténcia média e desvio-padrão da onda B (indicada no oscilograma) em ms a partir do início do estímulo, e função da intensidade do clique (em dB S.P.L.).



Fig. 7 - Laténcia média e desvio-padrião da onda C (indicada no oscilograma), em 4m a partir do roído do estimulo, em junção da intensidade do clique (em dB S.P.L.).



Fig. 8 - Laténcia média e desvio-padrdo da onda D (indicada no oscilograrna), em ms a partir do início do estímulo, em função da intensidade do clique (em dB S.P.L.).

Onda D - Sempre presente nos testes com 70 dB S.P.L. A sua amplitude média em 70 dB S.P.L. foi de 3,16 uV. A latência média desta onda descreveu de 4,29 ms com, 0 dB S.P.L. a 3,74 ms com 70 dB S.P.L.

O limiar da onda D foi de 90 dB S.P.L.

A amplitude média variou de 0,78 uV com 0 dB S.P.L. a 7,37 uV com 70 dB S.P.L. (Fig. 8).

DISCUSSÃO

Baseados nos estudos já realizados em nosso laboratório das características normativas das respostas elétricas do tronco cerebral humano por estimulação sonora com cliques, procuramos fazer o mesmo tipo de estudo das respostas elétricas evocadas das vias auditivas da cobaia com o mesmo tipo de estimulação sonora. Padronizou-se uma técnica de implantação de eletrodos permanentes de registro com a derivação vértice-mastóide que é uma das usadas no homem. Os registros foram feitos com esta derivação e utilizando-se os mesmos parâmetros utilizados para obtenção das respostas de tronco cerebral no homem, com a única diferença na freqüência de estimulação que foi de
128/s. Utilizando um sistema acústico-aberto e o mesmo sistema de amplificação promediação e registro utilizados para o ser humano, observou-se a presença quase constante de quatro ondas cuja seqüência pelo tempo de latência chamou-se de A, B, C, D. Este achado foi semelhante ao de outros autores que utilizaram colocação de eletrodos de registro em posições diferentes em diferentes animais, inclusive na cobaia. Plantz e col. (1974) mostraram em ratos que as ondas variavam de amplitude com a posição dos eletrodos mas que estavam sempre presentes. Nossos resultados nas cobaias com eletrodos no vértice, mastóide e região frontal concordam com os de Gyo e Yanaghiara (vértice, occipital, frontal) em 1980, Gyo e Berlin (vértice, mastóide e nariz) em 1981, Marsh, Yamane ePotsic (vértice, lombar, pescoço) em 1981. Allen e Starr (1978) estudando potenciais auditivos de vários animais que não a cobaia referiram certas características comuns entre eles: presença de quatro ondas positivas nos 10 ms após a estimulação acústica, o vértice é o melhor lugar de registro, geralmente uma das ondas é de maior amplitude. Nossos achados nas cobaias também estão dentro destas características, entretanto a onda C foi a mais proeminente e não a IV referida pelos autores que corresponde a onda que chamamos de D. Também encontraram a onda III (C) mais proeminente juntamente com a IV (D) Gyo e Yanaghihara (1980), Gardi e Berlin (1981), Yamane; Marsh, Potsic (198 1).

Fig. 9 - Curvas de latência média em função da intensidade do clique, das quatro ondas da resposta elétrica das vias auditivas da cobaia. O oscilograma mostra uma resposta típica a claques de 70 dB S.P.L., com a identificação das ondas.



Fig. 10 - Curvas de amplitude média em função da intensidade do clique, das quatro ondas da resposta elétrica das vias auditivas da cobaia.

Os valores obtidos de latência nos nossos experimentos em cobaia mostram que como no homem este parâmetro é o mais constante. A amplitude variou bastante de um animal para outro. O comportamento da amplitude aumentando em relação a intensidade do estímulo e o da latência diminuindo mostra que o comportamento geral das ondas na cobaia é similar ao das ondas humanas. Pôde-se observar em nossos estudos que as ondas que aparecem com maior freqüência (100%) com o clique padrão de 70 dB S.P.L. são a C.D. e estas também são as de menor limiar (90 dB S.P.L.). As Ondas C e D são as de maior amplitude. A comparação das curvas de latência média em função da intensidade, das quatro ondas (Fig. 9), mostra que há um certo paralelismo entre as curvas, o que significa que os intervalos de tempo que separam estas ondas são pouco dependentes da intensidade do estímulo.

Nas curvas de amplitude em função da intensidade, das quatro ondas, observou-se que a amplitude aumenta com a intensidade do clique. O aumento é bem maior para as ondas C e D e este aumento de amplitude é bastante semelhante nestas duas ondas (Fig. 10).

Com relação a origem dos potenciais evocados, Jewett (1970) utilizando gatos, refere que a onda P1 ocorre simultaneamente com a onda Nl , registrada na janela redonda, sendo provavelmente gerada pelo nervo acústico. As outras ondas aumentam de amplitude, invertem a polaridade nas vizinhanças das estruturas clássica; P2, próximo do núcleo coclear, P3, próximo da oliva superior, P4, próximo ao colículo inferior. Entretanto acha o autor que os dados obtidos não permitem a precisão de localização e sugere que estas ondas seriam, cada uma um composto de atividade simultânea possivelmente de vários geradores. Jewett, Romano (1972) em ratos referem que as ondas I e II correspondem às ondas N1 e NZ registradas na bula auditiva. Concluem que no rato como no gato o colículo inferior contribui para formação da onda IV. Lev e Sohmer (1972) sugerem que no gato com registros simultâneos com eletrodos no vértice-pavilhão e núcleos auditivos intracerebrais indicam os locais geradores das ondas. Allen e Starr (1978), fazendo estudos em macaco, gato e rato, sugerem que os componentes dos potenciais auditivos do tronco cerebral na maioria dos mamíferos podem se originar de locais geradores semelhantes embora a exata identidade dos geradores possa não ser idêntica.

Pela maior amplitude, freqüência de aparecimento nos registros, menor limiar, constância na forma, as ondas C e D constituem um índice ideal para deternúnar os níveis de audibilidade da cobaia normal e sob efeitos de agentes lesivos como ruído intenso e drogas ototóxicas.

Fig. 11 - Exemplo da variação das respostas elétricas das vias auditivas da cobaia antes e após apresentação de um ruído de 117 dB S.P.L. durante quatro horas.

Como os limiares são mínimos pode-se detectar lesões mínimas e correlacioná-las com estudos histológicos do órgão de Corti com microscopia de contraste de fezes ou eletrônica. As técnicas cirúrgica, de estimulação e de registro com eletrodos permanentes são bem mais simples que as utilizadas anteriormente para estudos semelhantes utilizando microfonismo coclear ou potencial de ação do nervo acústico. Acreditamos que esta metodologia venha ter grande aplicação e importância no campo de estudo experimental de trauma acústico e ototoxicidade de drogas (Figs.11, 12 e 13 respectivamente).

Fig. 12 - Exemplo das respostas elétricas das vias auditivas de uma cobaia normal.



Fig. 13 - Registro das respostas após administração de tobramicina 100 mg/kg durante 100 dias na cobaia da figura anterior.

SUMÁRIO

O registro das respostas elétricas à estimulação acústica das vias auditivas de 20 cobaias foi realizado em sistema acústico aberto com estimulação binaural com cliques de 0 a 70 dB S.P.L. de intensidade e freqüência de repetição de 10 estímulos por segundo, com registro dos potenciais através da derivação vértice-mastóide, aplicando-se 128 estímulos em cada teste. As características mais importantes das respostas foram as seguintes: aparecimento de quatro ondas positivas no vértice que chamamos de A, B, C e D. As ondas de menores limiares foram a C, e D e observadas com a mesma freqüência 100% na intensidade padrão 70 dB S.P.L. As ondas com maior amplitude média foram a C e D com 9,39 uV e 7,37 uV respectivamente a 70 dB S.P.L. A onda A apresentou nesta intensidade 1,23 u V e a B, 2,70 ú V. Com o aumento da intensidade a amplitude aumenta reais rapidamente atingindo valores maiores nas ondas C e D. A latência foi o parámetro mais constante e sua função inversa com a intensidade do estímulo foi semelhante nas quatro ondas. Os valores mínimo e máximo de latência média, para estímulos de 70 e 10 dB S.P.L., respectivamente, foram: onda A: 1,56 e 2,11 mês; onda B: 2,07 e 2,48 ms; onda C: 2,78 e 3,31 ms; onda D: 3,74 e 4,29 ms. Com a metodologia de implantação de eletrodos, de estimulação e registro dos potenciais, de promediação e documentação das respostas, as ondas C e D apareceram sempre claramente, com grande amplitude e pequeno limiar e foram um índice fiel de audição em cobaias. Isto permite o estudo de ototoxicidade por drogas e trauma acústico pela análise de variações das características das ondas.

SUMMARY

The recording of electric responses from the guinea pig auditory pathway to acoustical stimulation wvs made on 20 animais, The binaural stímulation was applied with an acoustical open system.

The clicks were appliee 128 times in each test, with intensities varying from 0 to 70 dB S.P.L. and a stimulation frequency of 10/s, with vertex mastoid derivation. lhe more important characteristics of the responses were the following: presente of four waves that were called A, B, C, D. The waves with the lowest threshold were C and D and showed frequencies of a 100% with the intensity of 70 dB S.P.L. The waves A and B had the largest threshold and showed low frequencies. The waves with the largest average amplitude were Cand D with 9,39 uV e 7,37 uV respectively at 70 dB S.P.L. With this intensity the amplitude of wave A as 1,23 uV and of wave B, 2,70 u V. Mth the increase of the stimulation intensity, the increase in the amplitude of waves C and D was more rapid than for waves A and B and reached the highest values. Re is a great amplitude variation in different guinea pigs. lhe more constant parameter was wave latency. The inverse intensity-latency function, was very similar for waves A, B, C, D. Minimum and maximum mean latencies for 70 and 10 dB S.P.L. were: wave A: 1,5612,11; wave B: 2,0712,48; wave C: 2,7813,31; wave D: 3,7414,29ms. Mth the methctdology used: eletrode implantation; acoustical stimulation, computation and recording, waves Cand D appeared always cleady, with great amplitude and small threshold and were a reliable index of audition in guinea pigs. This allows the study of ototoxicity by drugs and acoustic trauma by analysis of the variations in wave characteristics.

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1 Laboratório de Bioacústica Dr. Ricardo F. Marseillan da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da USP.

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