Επανάσταση στο σύστημα ακοής: Ερευνητές του Γκέτινγκεν αναπτύσσουν ελαφριά εμφυτεύματα!

Επανάσταση στο σύστημα ακοής: Ερευνητές του Γκέτινγκεν αναπτύσσουν ελαφριά εμφυτεύματα!

Το Göttingen Cluster of Excellence "Multiscale Bioimaging" (MBExC) και το Else Kröner Fresenius Centre for Optogenetic Therapies (EKFZ OT) έχουν ειδικευτεί στην ανάπτυξη μιας καινοτόμου πρόσθεσης ακοής. Στόχος τους είναι να δώσουν στους κωφούς και βαρήκοους πρόσβαση στη φυσική ευχαρίστηση της ακοής μέσω μιας νέας μεθόδου γνωστής ως «ακρόαση με φως». Τα τρέχοντα κοχλιακά εμφυτεύματα (eCI) ιδιαίτερα συχνά έχουν το πρόβλημα ότι κάνουν τον ήχο να γίνεται αντιληπτός ως τεχνητός και παραμορφωμένος. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τις φωνές, ενώ η αντίληψη της μουσικής συχνά γίνεται αντιληπτή ως ξένη. Ως εκ τούτου, εργαζόμαστε σε έναν συνδυασμό γονιδιακής θεραπείας και ιατρικής τεχνολογίας που υπόσχεται να βελτιώσει σημαντικά την εμπειρία ήχου.

Η τρέχουσα έρευνα χρησιμοποιεί οπτογενετική για να κάνει τα νευρικά κύτταρα του κοχλία ευαίσθητα στο φως. Τα φωτεινά σήματα που αποστέλλονται από ένα οπτικό κοχλιακό εμφύτευμα (oCI) προορίζονται να διεγείρουν αυτά τα νευρικά κύτταρα και να παράγουν έναν πιο λεπτόκοκκο, πιο φυσικό ήχο σε σύγκριση με την ηλεκτρική διέγερση που χρησιμοποιείται στα συμβατικά eiCI. Το έργο λαμβάνει πάνω από ένα εκατομμύριο ευρώ από το έργο «SPRUNG» του κρατιδίου της Κάτω Σαξονίας και του Ιδρύματος Volkswagen και έχει την υποστήριξη της MBExC για να κάνει τη μετάβαση από τη βασική έρευνα στην κλινική εφαρμογή. Ο μακροπρόθεσμος στόχος αυτής της εξέλιξης είναι να επιστρέψει στον κόσμο των καλών ήχων, των καθαρών φωνών και των πολύπλοκων μουσικών εμπειριών στα άτομα με προβλήματα ακοής.

Οι προκλήσεις των συμβατικών κοχλιακών εμφυτευμάτων

Σύμφωνα με τον ΠΟΥ, περίπου 430 εκατομμύρια άνθρωποι παγκοσμίως πάσχουν από απώλεια ακοής. Αυτός ο αριθμός θα μπορούσε να ανέλθει σε σχεδόν 700 εκατομμύρια μέχρι το 2050, καθώς αυξάνεται η ανάγκη για αποκατάσταση της ακοής. Τα κοχλιακά εμφυτεύματα προορίζονται για τη μετατροπή των ακουστικών σημάτων σε νευρωνικές ώσεις προκειμένου να παρακάμψουν τη διαταραγμένη κωδικοποίηση ήχου στον κοχλία. Τα οτονικά εμφυτεύματα, που υπάρχουν από τη δεκαετία του 1970, χρησιμοποιούνται ήδη από περισσότερους από 700.000 ασθενείς με προβλήματα ακοής. Παρά την ικανότητά τους να κατανοούν την ομιλία σε ήσυχα περιβάλλοντα, οι χρήστες συχνά παλεύουν με τον θόρυβο του περιβάλλοντος και τα συναισθήματα στη φωνή τους.

Τα περισσότερα από αυτά τα εμφυτεύματα χρησιμοποιούν ηλεκτρική διέγερση που οδηγεί σε μεγάλη πλευρική εξάπλωση, πράγμα που σημαίνει ότι συχνά πάρα πολλοί νευρώνες διεγείρονται ταυτόχρονα, περιορίζοντας τη διάκριση συχνότητας και όγκου. Ο αριθμός των ανεξάρτητων καναλιών σε αυτά τα εμφυτεύματα είναι συνήθως μικρότερος από δέκα, με αποτέλεσμα να διακυβεύεται περαιτέρω η ποιότητα κωδικοποίησης ήχου.

Η οπτογενετική ως βασική τεχνολογία

Η ομάδα γύρω από τον Prof. Dr. med. Ο Tobias Moser έχει αναγνωρίσει την οπτογενετική ως βασική τεχνολογία. Αυτή η καινοτόμος τεχνολογία καθιστά δυνατή την εισαγωγή φωτοευαίσθητων πρωτεϊνών, τις λεγόμενες channelrhodopsins, στα νευρικά κύτταρα. Η σκοπιμότητα αυτής της μεθόδου έχει ήδη αποδειχθεί σε δοκιμές σε ζωικά μοντέλα. Τώρα επίκειται περαιτέρω ανάπτυξη για τους ανθρώπους. Ένα σχεδιασμένο οπτικό CI 64 καναλιών θα πρέπει να μπορεί να κάνει κατανοητή την ομιλία ακόμη και σε θορυβώδη περιβάλλοντα και να αναπαράγει καθαρά τις μελωδίες. Μια πρώτη κλινική δοκιμή μπορεί να ξεκινήσει το 2026, αλλά πριν από αυτό απαιτείται σημαντική έρευνα.

Επιπλέον, η έρευνα για καινοτόμα κοχλιακά εμφυτεύματα micro-LED προχωρά για να καταστεί δυνατή η οπτική διέγερση στο εσωτερικό αυτί. Στόχος είναι η ανάπτυξη κοχλιακών εμφυτευμάτων με έως και 100 πηγές φωτός που είναι κατάλληλες για ανθρώπινη χρήση. Οι λειτουργικές μελέτες θα πρέπει να εξετάζουν την κωδικοποίηση ήχου με οπτικά εμφυτεύματα σε σύγκριση με τη φυσική ακοή.