Vallankumous kuulojärjestelmässä: Göttingenin tutkijat kehittävät kevyitä implantteja!

Vallankumous kuulojärjestelmässä: Göttingenin tutkijat kehittävät kevyitä implantteja!

Göttingen Cluster of Excellence “Multiscale Bioimaging” (MBExC) ja Else Kröner Fresenius Center for Optogenetic Therapies (EKFZ OT) ovat erikoistuneet innovatiivisen kuuloproteesin kehittämiseen. Heidän tavoitteenaan on antaa kuuroille ja huonokuuloisille mahdollisuus nauttia luonnollisesta kuulosta uudella menetelmällä, joka tunnetaan nimellä "valolla kuuleminen". Erityisesti nykyisillä sisäkorvaistutteilla (eCI) on usein se ongelma, että ne saavat äänen havaitsemaan keinotekoisena ja vääristyneenä. Tämä pätee erityisesti ääniin, kun taas musiikin aistiminen koetaan usein vieraaksi. Siksi työskentelemme geeniterapian ja lääketieteellisen teknologian yhdistelmän parissa, joka lupaa parantaa merkittävästi äänikokemusta.

Nykyisessä tutkimuksessa optogenetiikkaa käytetään tekemään simpukan hermosoluista herkkiä valolle. Optisen sisäkorvaistutteen (oCI) lähettämät valosignaalit on tarkoitettu stimuloimaan näitä hermosoluja ja tuottamaan hienojakoisemman, luonnollisemman äänen verrattuna tavanomaisissa eiCI:issä käytettyyn sähköstimulaatioon. Hanke saa yli miljoona euroa Niedersachsenin osavaltion SPRUNG-projektista ja Volkswagen-säätiöstä, ja sillä on MBExC:n tuki siirtyäkseen perustutkimuksesta kliiniseen soveltamiseen. Tämän kehityksen pitkän aikavälin tavoitteena on palauttaa kuulovammaisille hienojen äänien, selkeiden äänien ja monimutkaisten musiikkikokemusten maailma.

Perinteisten sisäkorvaistutteiden haasteet

WHO:n mukaan noin 430 miljoonaa ihmistä maailmassa kärsii kuulon heikkenemisestä. Määrä voi nousta lähes 700 miljoonaan vuoteen 2050 mennessä kuulonkuntoutustarpeen kasvaessa. Sisäkorvaistutteet on tarkoitettu muuttamaan kuulosignaalit hermosoluimpulsseiksi, jotta voidaan kiertää sisäkorvan häiriintynyt äänikoodaus. Otonaalisia implantteja, jotka ovat olleet olemassa 1970-luvulta lähtien, käyttää jo yli 700 000 kuulovammaista potilasta. Huolimatta kyvystään ymmärtää puhetta hiljaisissa ympäristöissä, käyttäjät kamppailevat usein äänensä taustamelun ja tunteiden kanssa.

Useimmat näistä implanteista käyttävät sähköstimulaatiota, joka johtaa suureen lateraaliseen leviämiseen, mikä tarkoittaa, että usein liian monta hermosolua stimuloidaan samanaikaisesti, mikä rajoittaa taajuuden ja tilavuuden erottelua. Erillisten kanavien määrä näissä implanteissa on tyypillisesti alle kymmenen, mikä heikentää edelleen äänen koodauksen laatua.

Optogenetiikka avainteknologiana

Prof. Dr. med. Tobias Moser on tunnistanut optogenetiikan avainteknologiaksi. Tämä innovatiivinen teknologia mahdollistaa valoherkkien proteiinien, niin kutsuttujen kanavarodopsiinien, viemisen hermosoluihin. Tämän menetelmän käyttökelpoisuus on jo osoitettu eläinmalleilla tehdyissä testeissä. Ihmisten kehitys on nyt edessäpäin. Suunnitellun 64-kanavaisen optisen CI:n tulee pystyä tekemään puheesta ymmärrettävää myös meluisissa ympäristöissä ja toistamaan melodiat selkeästi. Ensimmäinen kliininen tutkimus voi alkaa vuonna 2026, mutta sitä ennen tarvitaan merkittävää tutkimusta.

Lisäksi innovatiivisten mikro-LED-sisäkorvaistutteiden tutkimusta kehitetään optisen stimulaation mahdollistamiseksi sisäkorvassa. Tavoitteena on kehittää ihmiskäyttöön soveltuvia sisäkorvaistutteita, joissa on jopa 100 valonlähdettä. Funktionaalisissa tutkimuksissa tulee tutkia äänen koodausta optisilla implanteilla verrattuna luonnolliseen kuuloon.