교신저자：우훈영, 139-701 서울 노원구 상계7동 761-1  인제대학교 의과대학 상계백병원 이비인후과학교실
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서     론

   음자극은 구심성 경로 외에 와우에 분포하는 원심성 경로가 있으며 이 원심성 경로는 같은 쪽 와우에 분포하는 외측 경로와 반대쪽 와우에 분포하는 내측 경로의 두 부분으로, 이 중 상올리브복합체(superior olivary complex)의 내측핵에 세포체가 있고 제 4 뇌실의 바닥에서 반대쪽으로 넘어가 반대측 와우에 분포하는 내측 올리브 와우 신경삭(Medial Olivo-Cochlear Bundle：이하 MOCB)이 원심성 경로의 대부분을 차지하고 있다.¹⁾ 
   MOCB의 자극 방법으로는 1956년 Galambos가²⁾ MOCB가 지나가는 제 4 뇌실의 바닥을 전기 자극하여 와우 활동 전위가 감소하는 것을 보고한 이래 Buno가 반대측 귀의 음자극이 같은 효과를 보인다고 하였다.³⁾ 그 후 Warren과 Liberman이 전정-와우문합(vestibulo-cochlear anastomosis) 부위에서 원심성 신경 섬유를 자른 후에 이 효과가 사라지는 것을 보고함으로서 교차음 자극이 MOCB를 자극하는 것이 증명되었으며⁴⁾ Puel은 교차음 자극이 전기 자극보다 좀 더 선택적으로 MOCB를 자극할 수 있다고 하였다.⁵⁾ 
   교차음에 의한 MOCB의 자극 결과 청신경 섬유의 신경세포 흥분성(firing rate)이 감소하고⁴⁾ 와우의 복합 활동 전위가 억제되는 등⁶⁾ 내유모 세포에서 발생하는 현상에 대한 보고들이 많다. 그러나 MOCB의 대부분이 외유모 세포에 분포하고, 이 외유모 세포가 와우 기저막의 진동을 선택적으로 증폭시킨다는 것이 알려져 있으므로⁷⁾ 외유모 세포에서 발생하는 현상에 대한 것으로 MOCB 자극에 의한 이음향방사의 변화도 보고되고 있다. 결과적으로 교차음 자극은 유발 이음향방사⁸⁾와 변조 ⁵⁾이음향방사⁵⁾의 강도(amplitude)를 모두 억제한다.
   MOCB 자극에 의한 외유모 세포의 전기 생리학적이나 물리적인 성질의 변화는 음자극에 의한 천개막(tectorial membrane)과 표피판(cuticular plate) 사이의 뒤틀림에 변화를 초래하여 MOCB가 와우의 민감도와 주파수 선택(selectivity)의 조절에 관여한다고 추정된다.⁹⁾
   MOCB의 기능은 아직 확실히 알려져 있지는 않으나 보고되는 억제 효과는 그 생리적 기능에 대한 추론을 가능케 하는데, 넓은 음역대인 주위 소음으로부터 좁은 음역대인 어음 신호를 듣기 쉽게, 즉 청신경의 반응과 소음의 비(signal-to-noise ration, S/N ratio)를 증가시키거나¹⁰⁾ 청각 기능을 보호한다고¹¹⁾ 추정된다. 
   MOCB의 기능에 관한 연구로 이음향방사는 좋은 방법이나 대부분 강도에 관한 것으로⁵⁾⁸⁾ 이음향방사의 다른 parameter인 잠복기에 대한 보고는 적다. 변조 이음향방사의 잠복기는 자극음이 중이를 거쳐 내이의 변조 이음향방사의 발생지까지 걸리는 시간, 변조 이음향방사 생성(build-up)에 걸리는 시간, 생성된 방사음이 중이를 거쳐 수신기까지 걸리는 시간의 합이다. 변조 이음향방사의 잠복기는 위상 기울기 측정 방법(phase gradient method)으로 위상차에 의한 간접 측정이 가능하다. 이음향방사의 잠복기를 측정하기 위한 방법으로 교차음 자극에 의한 유발 이음향방사의 phase shift에 관한 보고도 있으나 click음 같은 넓은 음역대의 자극음에 의한 잠복기 측정은 어렵고¹²⁾ 주파수 별로 자극 가능한 변조 이음향방사가 잠복기 측정에 유리하다. 
   교차음 자극은 MOCB에 의한 외유모 세포의 과분극과 이에 따른 와우의 stiffness에 변화를 주어 변조 이음향방사의 생성 과정에 영향을 미칠 수 있으므로 잠복기에 영향을 줄 수 있다. 
   변조 이음향방사의 잠복기와 교차음의 관계는 서로 다른 보고가 있다. Giraud 등¹³⁾은 교차음에 의해 저주파(0.8~2.7 kHz) 변조 이음향방사의 잠복기 감소를 보고 하였으나, Silva¹⁴⁾는 교차음에 의해 변조 이음향방사 잠복기의 변화는 없다고 하였다. 
   본 연구의 목적은 일반적으로 알려진 이음향방사의 강도 검사외에 교차음에 의한 변조 이음향방사 잠복기의 변화를 측정하여 변조 이음향방사 잠복기가 MOCB의 기능을 측정하는 도구가 될 수 있는지 알아보고자 하였다. 

대상 및 방법

대  상
   귀 질환의 병력이 없고 순음청력검사와 임피던스 청각검사상 정상이며 낮은 자극음(50 dB SPL)에서 변조 이음향방사가 나타나는 12명 24귀를 대상으로 하였다. 남자 8명, 여자 4명이었으며 연령은 25세에서 32세로 평균 26.8세였다.

방  법
   변조 이음향방사는 방음실에서 Otodynamic ILO 92 이음향방사 분석기를 이용하여 측정하였다.
   변조 이음향방사 측정시의 자극음은 두 주파수 순음(f₁,f₂)을 1.21(f₂/f₁)의 비율로 유지하였다. 
   교차음 자극에 의한 변조 이음향방사의 잠복기 변화가 주로 저음역에서 나타난다는 보고¹³⁾를 참조하여 1 kHz와 2 kHz에서만 검사를 시행하였다. 소음 거부 역치는 8 mPa로 하였으며 160 sample을 평균하여 평균 소음보다 2 표준편차(standard deviation)보다 큰 반응을 변조 이음향방사 양성 발현으로 정하였다. 
   잠복기의 측정은 잘 알려진 위상차 기울기 방식 중 f₁ 주파수는 고정시키고 f₂ 주파수를 12~48 Hz로 4번 변화시키는 f₂ sweep paradigm을 따랐다. f₂를 다르게 하여 측정한 두 변조 이음향방사의 위상차를 f₂의 주파수 차이로 나누어서 잠복기를 구하였으며, 좀 더 정확한 검사를 위하여 f₂를 4번 다르게 변화시켜 얻은 위상 회귀선을 이용하여 잠복기를 얻었으며 이렇게 얻은 4점이 회귀선에 있지 않을 경우에는 다시 측정하였다. 
   교차음 자극은 백색 잡음으로 Beltone 2000c 청력 검사기와 Earphone(TDH35)을 이용하였으며 검사 각 개인의 백색 잡음에 대한 역치를 측정하여 35 dB SL과 50 dB SL로 주었다. 
   변조 이음향방사의 자극음이 65 dB SPL 이하인 경우에만 교차음 자극에 의한 잠복기의 유의한 변화가 있었다는 보고¹³⁾에 따라 같은 대상에서 한번은 f₁을 55 dB SPL, f₂를 50 dB SPL로, 다른 한 번은 f₁, f₂ 모두 75 dB SPL로 자극을 주었다(Table 1). 
   통계 처리는 Wilcoxon signed rank test를 이용하였다(p<0.05).

결     과

   f₂의 주파수가 1000 Hz에서 2000 Hz로 증가함에 따라 변조 이음향방사의 잠복기는 낮은 자극군에서는 11.82±1.87 ms에서 7.29±0.86 ms로 높은 자극군에서는 10.70 ±2.65 ms에서 6.16±1.59 ms으로 감소하였고 이는 통계적으로 유의하였다. 
   교차음 자극이 없는 조건 하에서 자극음의 강도가 증가함에 따라 잠복기는 1 kHz의 경우 11.82±1.87 ms에서 10.70 ±2.65 ms으로, 2 kHz의 경우 7.29±0.86 ms에서 6.16±1.59 ms으로 모두 감소하는 경향을 보였으나, 통계적 의미는 없었다(Table 2 and 3).
   낮은 자극음의 경우 50 dB SL의 교차음을 주었을 때 변조 이음향방사 잠복기가 감소하는 경향을 보였으나, 통계적으로 유의하지는 않았다(Table 2).
   높은 자극음(75 dB SPL)의 경우 1 kHz에서 교차음 자극이 없을 때 10.70±2.65 ms, 35 dB SL의 교차음을 주었을 때 10.12±1.95 ms, 50 dB SL의 교차음을 주었을 때에는 9.76±2.97 ms으로 잠복기의 감소가 있으며 이는 통계적으로 유의하였다. 2 kHz의 경우에도 통계적으로 유의한 잠복기의 감소가 있었다(Table 3).

고     찰

   변조 이음향방사의 잠복기를 측정하는 방법으로 Kimberley 등¹⁵⁾은 f₁ sweep method를 추천하였는데 그 이유는 변조 이음향방사가 f₂ traveling wave envelope 상에서 발생하므로 f₁만 변화시키는 f₁ sweep method가 변조 이음향방사의 발생 장소는 변하지 않고 주파수만 변하므로 와우의 traveling wave delay의 측정에 합리적이라 하였다. 그러나 O'Mahoney 등¹⁶⁾은 f₂ sweep method를 추천하였는데 그 이유는 f₂가 변하는 것이 와우 내에서 변조 이음향방사의 발생 부위가 움직이는 실제 상황을 더 반영하고 f₁ sweep method는 traveling wave delay를 실제보다 적게 판독한다 하여 본 연구도 이 방법을 선택하였다. 실험군의 연령의 경우, 교차음에 의한 변조 이음향방사 억제가 연령 증가에 따라 약해진다는 보고¹⁷⁾에 따라 비교적 같은 연령 대를 대상으로 하였다. 교차음 자극이 없는 순수한 변조 이음향방사의 잠복기는 Lee 등¹⁸⁾의 연구에서 1 kHz가 10.70±2.70 ms, 2 kHz는 7.74±1.83 ms이었고 이와 비슷한 크기의 자극음을 쓴 높은 자극음군(75 dB SPL)의 경우 1 kHz는 10.70±2.65 ms, 2 kHz는 6.16±1.59 ms로 Lee 등과 비슷한 결과를 보였다(Table 3).
   고음역의 잠복기가 짧은 것은 잠복기가 와우 기저막을 따라가는 자극음의 traveling wave와 관계있다는 증거가 된다. 
   본 연구에서 교차음의 효과가 0.8~2.7 kHz 변조 이음향방사에서 잘 나타난다하여¹³⁾ 1 kHz와 2 kHz의 부위를 측정 대상으로 하였으나, 개인간 편차 및 개인내 편차가 크게 측정되었다. 이에 대하여 O'Mahoney도 낮은 주파수에서 배경 소음이 크고 변조 이음향방사가 되돌아 올때 소음과 충돌하여 다양한 내부 반사 가능성과 변조 이음향방사의 다양한 발생원에서 다양한 파형이 혼합되며 극단적인 예로 서로 180°위상이 다른 파형이 만날 경우 그 두 파형이 사라질 수도 있으며 그 외에도 자발 이음향방사도 영향을 미칠 수 있다고 하였다.¹⁶⁾
   변조 이음향방사의 자극음이 65 dB SPL 이상의 경우 와우의 피동적 작동 기전이 발동하고 그 이하의 자극음에서 발생하는 이음향방사가 와우의 능동적 작동 기전을 반영하여 교차음에 의한 변화는 65 dB SPL 이하의 낮은 자극음에 의한 변조 이음향방사에서 나타난다고 하였다.¹³⁾¹⁵⁾ 본 연구에서는 예상되었던 낮은 자극음 군에서 의미가 없었으며 오히려 예상되지 않았던 높은 자극음 군에서 변화가 있었다. 이는 측정 오차가 큰 1 kHz와 2 kHz의 낮은 변조 이음향방사에서 교차음에 의한 잠복기 변화를 측정하여야 하는 것에 따른 것으로 이 방법의 한계이다. 
   높은 자극음에서는 교차음 자극 후 변조 이음향방사의 잠복기가 감소하였으며 이러한 감소는 두 가지 가설이 가능하다. 하나는 traveling wave delay의 변화나 이음향방사의 생성 기전의 변화에 의할 수 있으며, 다른 하나는 MOCB 자극으로 외유모 세포의 과분극으로 외유모 세포/와우 기저막 구조가 뻣뻣해짐으로 파형의 전달 속도가 빨라져서 traveling wave delay가 감소할 수 있다. 그러나 MOCB 자극으로 와우 기저막의 움직임에 변화는 없었다는 보고⁹⁾로 보아, 후자보다는 이음향방사의 생성 기전의 변화에 의한다고 볼 수 있다. 
   생성 기전의 변화로 잠복기 감소를 일으킬 수 있는 기전의 가설은 3가지이다.¹²⁾ 첫째, MOCB 자극 후 외유모세포의 진동 위상 변화, 둘째, 변조 이음향방사의 발생원이 다양하므로 여러 파형에 의한 위상의 변화, 셋째, 와우 기저막의 최대 진동에 도달(build-up)하는 시간의 감축에 따른 잠복기 감소를 들 수 있으며, 이 중 마지막 가설이 가장 가능성이 있다.¹²⁾
   그러므로 교차음이 이음향의 강도와 잠복기를 감소시키는 것이 모두 억제 효과만은 아니며 MOCB가 외유모 세포/와우 기저막 구조가 빠르게 진동할 수 있도록 준비시켜 와우의 temporal resolution을 향상시키는 순기능을 나타낸다고 추정할 수 있다. 즉 와우가 acoustic signal processing을 하기 위한 가장 적합한 electromechanical state를 유지시킨다.¹⁹⁾
   결론적으로 MOCB의 기능을 알아보기 위해 교차음 자극이 이음향방사의 잠복기에 미치는 영향을 측정하는 것은 소음이 심한 저음역대에서 시행해야 하는 불리한 조건 때문에 측정 오차가 심하다. 따라서 비교적 안정적인 결과가 나오는 유발 이음향방사²⁰⁾나 변조 이음향방사⁵⁾의 강도의 변화를 측정하는 것이 좋다고 생각된다. 

결     론

   MOCB의 기능을 알기 위한 교차음 자극에 의한 이음향방사의 변화는 잠복기 측정 보다는 강도 측정이 더 유용하다.

1. Warr WB, Guinan JJ. Efferent innervation of the organ of corti: Two separate systems. Brain Res 1979;173:152-5.

2. Galambos R. Suppression of auditory nerve activity by stimulation of efferent fibers to cochlea. J of Neurophysiol 1956;19:424-37.

3. Buno W. Auditory nerve fiber activity influenced by contralateral ear sound stimulation. Exp Neurol 1978;59:62-74.

4. Warren EH III, Liberman MC. Effects of contralateral sound on auditory-nerve responses. I. Contributions of cochlear efferents. Hear Res 1989;37:89-104.

5. Puel JL, Rebillard G. Effects of contralateral stimulation on the distortion product 2F1-F2: Evidence that the medial efferent system is involved. J Acoust Soc Am 1990;87:1630-5.

6. Liberman MC. Rapid assessment of sound-evoked olivocochlear feedback: Suppression of compound action potentials by contralateral sound. Hear Res 1989;38:47-56.

7. Ashmore JF. A fast motile response in guinea pig outer hair cells: The cellular basis of the cochlea amplifier. J of Physiol 1987;388:323-47.

8. Puria S, Guinan JJ, Liberman MC. Olivocochlear reflex assays: Effects of contralateral sound on compound action potentials versus ear canal distortion products. J Acoust Soc Am 1996;99:500-7.

9. Murungasu E, Russell IJ. The effect of efferent stimulation on basilar membrane displacement in the basal turn of the guinea pig cochlea. J of Neurosci 1996;16:325-32.

10. Micheyl C, Collet L. Involvement of the olivocochlear bundle in the detection of tones in noise. J Acoust Soc Am 1996;3:1604-10.

11. Rajan R. Electrical stimulation of the inferior colliculus at low rates protects the cochlea from auditory desensitization. Brain Res 1990; 506:192-204.

12. Giraud AL, Perrin E, Chery-Croze S, Chays A, Collet L. Contralateral acoustic stimulation induces a phase advance in evoked otoacoustic emissions in humans. Hear Res 1996;94:54-62.

13. Giraud AL, Wable J, Chays A, Collet L, Chery-Croze S. Influence of contralateral noise on distortion product latency in humans: Is the medial Olivocochlear efferent system involved. J Acoust Soc Am 1997;102:2219-27.

14. Silva A, Ysunza A. Effect of contralateral masking on the latency of otoacoustic emissions elicited by acoustic distortion products. Int J of Ped Otorhinolaryngol 1998;44:125-32.

15. Kimberley BP, Brown DK, Eqqermont JJ. Measuring human cochlear traveling wave delay using distortion product emission phase responses. J Acoust Soc Am 1993;94:1343-50.

16. O'Mahoney CF, Kemp DT. Distortion product otoacoustic emission delay measurement in human ears. J Acoust Soc Am 1995;97:3721-35.

17. Kim SH, Frisina DR, Frisina RD. Effects of age on contralateral suppression of distortion product otoacoustic emissions in human listners with normal hearing. Audiol Neurootol 2002;7:348-57.

18. Lee JH, Lee SH, Kim YB, Park MS, Kim JS. The latency of distortion product otoacoustic emissions in normal ears. Korean J Otolaryngol 1997;40:347-52.

19. Johnstone B, Patuzzi R, Yates G. Basilar membrane measurements and the travelling wave. Hear Res 1986;22:147-53.

20. Woo HY, Jang HK, Choi JH, Cho KR, Chung SW, Han DH. The efficacy of the alternating technique in TEOAE suppression by contralateral acoustic stimulation. Korean J Otolaryngol 2002;45:942-5.