Der Göttinger Exzellenzcluster „Multiscale Bioimaging“ (MBExC) sowie das Else Kröner Fresenius Zentrum für Optogenetische Therapien (EKFZ OT) haben sich auf die Entwicklung einer innovativen Hörprothese spezialisiert. Ihr Ziel ist es, durch eine neuartige Methode, die als „Hören mit Licht“ bekannt ist, tauben und schwerhörigen Menschen den Zugang zu natürlichem Hörgenuss zu ermöglichen. Insbesondere die aktuellen Cochlea-Implantate (eCIs) haben oft das Problem, dass sie den Klang als künstlich und verzerrt wahrnehmen lassen. Dies gilt besonders für Stimmen, während die Musikwahrnehmung oft als fremd empfunden wird. Daher wird an einer Kombination aus Gentherapie und Medizintechnik gearbeitet, die eine signifikante Verbesserung des Klangerlebnisses verspricht.
In der aktuellen Forschung wird die Optogenetik eingesetzt, um die Nervenzellen in der Hörschnecke lichtempfindlich zu machen. Lichtsignale, die von einem optischen Cochlea-Implantat (oCI) gesendet werden, sollen diese Nervenzellen stimulieren und ein feiner abgestuftes, natürlicheres Klangbild erzeugen, verglichen mit der elektrischen Stimulation, die bei konventionellen eiCIs angewendet wird. Das Projekt erhält über eine Million Euro aus dem Projekt „SPRUNG“ des Landes Niedersachsen und der VolkswagenStiftung und hat die Unterstützung des MBExC, um den Übergang von Grundlagenforschung zur klinischen Anwendung zu vollziehen. Das langfristige Ziel dieser Entwicklung ist die Rückgabe der Welt der feinen Klänge, klaren Stimmen und komplexen Musikerlebnisse an die Hörgeschädigten.
Die Herausforderungen konventioneller Cochlea-Implantate
Laut WHO leiden weltweit etwa 430 Millionen Menschen an Schwerhörigkeit. Diese Zahl könnte bis 2050 auf fast 700 Millionen Ansteigen, da der Bedarf an Hörrehabilitation wächst. Cochlea-Implantate sollen Hörsignale in neuronale Impulse umwandeln, um die gestörte Schallkodierung in der Cochlea zu umgehen. Otonale Implantate, die seit den 1970er Jahren existieren, werden bereits von über 700.000 hörgeschädigten Patienten genutzt. Trotz ihrer Möglichkeiten, Sprache in ruhigen Umgebungen zu verstehen, kämpfen Nutzer häufig mit Hintergrundgeräuschen und Emotionen in der Stimme.
Die meisten dieser Implantate nutzen elektrische Stimulation, die zu einer großen lateralen Ausbreitung führt, was bedeutet, dass oft zu viele Neuronen gleichzeitig stimuliert werden, wodurch die Diskriminierung von Frequenz und Lautstärke eingeschränkt wird. Die Anzahl der unabhängigen Kanäle in diesen Implantaten liegt typischerweise unter zehn, was die Schallkodierungsqualität weiter beeinträchtigt.
Optogenetik als Schlüsseltechnologie
Das Team um Prof. Dr. med. Tobias Moser hat die Optogenetik als Schlüsseltechnologie identifiziert. Diese innovative Technik ermöglicht es, lichtempfindliche Proteine, sogenannte Kanalrhodopsine, in die Nervenzellen einzuschleusen. Bei den Tests im Tiermodell hat sich bereits die Machbarkeit dieser Methode gezeigt. Nun steht die Weiterentwicklung für den Menschen bevor. Ein geplanter 64-kanaliges optisches CI soll in der Lage sein, Sprache selbst in geräuschreichen Umgebungen verständlich zu machen und Melodien klar wiederzugeben. Eine erste klinische Studie wird möglicherweise im Jahr 2026 starten, doch bis dahin ist erheblicher Forschungsbedarf erforderlich.
Zusätzlich wird die Forschung an innovativen Mikro-LED-Cochlea-Implantaten vorangetrieben, um eine optische Stimulation im Innenohr zu ermöglichen. Hierbei wird das Ziel verfolgt, Cochlea-Implantate mit bis zu 100 Lichtquellen zu entwickeln, die für den menschlichen Gebrauch geeignet sind. Funktionelle Studien sollen die Schallkodierung mit optischen Implantaten im Vergleich zum natürlichen Hören untersuchen.
