Revolúcia v sluchovom systéme: Göttingenskí výskumníci vyvíjajú ľahké implantáty!

Revolúcia v sluchovom systéme: Göttingenskí výskumníci vyvíjajú ľahké implantáty!

Göttingen Cluster of Excellence „Multiscale Bioimaging“ (MBExC) a Else Kröner Fresenius Center for Optogenetic Therapy (EKFZ OT) sa špecializovali na vývoj inovatívnej sluchovej protézy. Ich cieľom je poskytnúť nepočujúcim a nedoslýchavým ľuďom prístup k prirodzenému potešeniu zo sluchu prostredníctvom novej metódy známej ako „počúvanie svetlom“. Najmä súčasné kochleárne implantáty (eCI) majú často problém s tým, že zvuk je vnímaný ako umelý a skreslený. To platí najmä pre hlasy, zatiaľ čo vnímanie hudby je často vnímané ako cudzie. Pracujeme preto na kombinácii génovej terapie a medicínskej technológie, ktorá sľubuje výrazné zlepšenie zvukového zážitku.

Súčasný výskum využíva optogenetiku na zvýšenie citlivosti nervových buniek v slimáku na svetlo. Svetelné signály vysielané optickým kochleárnym implantátom (oCI) sú určené na stimuláciu týchto nervových buniek a na vytvorenie jemnejšieho a prirodzenejšieho zvuku v porovnaní s elektrickou stimuláciou používanou v konvenčných eiCI. Projekt získava viac ako jeden milión eur z projektu „SPRUNG“ spolkovej krajiny Dolné Sasko a Nadácie Volkswagen a má podporu MBExC pri prechode zo základného výskumu na klinickú aplikáciu. Dlhodobým cieľom tohto vývoja je prinavrátiť sluchovo postihnutým svet jemných zvukov, čistých hlasov a komplexných hudobných zážitkov.

Výzvy konvenčných kochleárnych implantátov

Podľa WHO trpí stratou sluchu približne 430 miliónov ľudí na celom svete. Toto číslo by sa mohlo do roku 2050 zvýšiť na takmer 700 miliónov, keďže potreba rehabilitácie sluchu rastie. Kochleárne implantáty sú určené na premenu sluchových signálov na neurónové impulzy s cieľom obísť narušené zvukové kódovanie v kochlei. Otonálne implantáty, ktoré existujú od 70. rokov minulého storočia, používa už vyše 700 000 sluchovo postihnutých pacientov. Napriek schopnosti porozumieť reči v tichom prostredí používatelia často zápasia s hlukom v pozadí a emóciami v hlase.

Väčšina z týchto implantátov využíva elektrickú stimuláciu, ktorá vedie k veľkému bočnému šíreniu, čo znamená, že často je stimulovaných príliš veľa neurónov súčasne, čo obmedzuje frekvenčnú a objemovú diskrimináciu. Počet nezávislých kanálov v týchto implantátoch je zvyčajne menej ako desať, čo ďalej znižuje kvalitu kódovania zvuku.

Optogenetika ako kľúčová technológia

Tím okolo Prof. Dr. med. Tobias Moser označil optogenetiku za kľúčovú technológiu. Táto inovatívna technológia umožňuje zaviesť do nervových buniek svetlocitlivé proteíny, takzvané channelrhodopsíny. Uskutočniteľnosť tejto metódy už bola preukázaná v testoch na zvieracích modeloch. Teraz je ďalší rozvoj pre ľudí bezprostredný. Plánovaný 64-kanálový optický CI by mal byť schopný urobiť reč zrozumiteľnou aj v hlučnom prostredí a jasne reprodukovať melódie. Prvá klinická skúška sa môže začať v roku 2026, ale predtým je potrebný významný výskum.

Okrem toho sa rozvíja výskum inovatívnych mikro-LED kochleárnych implantátov, ktoré umožňujú optickú stimuláciu vo vnútornom uchu. Cieľom je vyvinúť kochleárne implantáty s až 100 svetelnými zdrojmi, ktoré sú vhodné pre ľudí. Funkčné štúdie by mali preskúmať kódovanie zvuku s optickými implantátmi v porovnaní s prirodzeným sluchom.