Revolucija v slušnem sistemu: göttingenski raziskovalci razvili svetlobne vsadke!

Revolucija v slušnem sistemu: göttingenski raziskovalci razvili svetlobne vsadke!

Göttingen Cluster of Excellence “Multiscale Bioimaging” (MBExC) in Else Kröner Fresenius Center for Optogenetic Therapies (EKFZ OT) sta se specializirala za razvoj inovativne slušne proteze. Njihov cilj je omogočiti gluhim in naglušnim ljudem dostop do naravnega slušnega užitka z novo metodo, znano kot "sluh s svetlobo". Zlasti sedanji polževi vsadki (eCI) imajo pogosto težavo, da zvok zaznavajo kot umetnega in popačenega. To še posebej velja za glasove, medtem ko se dojemanje glasbe pogosto dojema kot tuje. Zato delamo na kombinaciji genske terapije in medicinske tehnologije, ki obljublja znatno izboljšanje zvočne izkušnje.

Sedanje raziskave uporabljajo optogenetiko, da naredijo živčne celice v polžu občutljive na svetlobo. Svetlobni signali, ki jih pošilja optični polžev vsadek (oCI), so namenjeni stimulaciji teh živčnih celic in ustvarjanju bolj drobnozrnatega, bolj naravnega zvoka v primerjavi z električno stimulacijo, ki se uporablja pri običajnih eiCI. Projekt prejme več kot milijon evrov od projekta »SPRUNG« zvezne dežele Spodnja Saška in fundacije Volkswagen ter ima podporo MBExC za prehod od osnovnih raziskav k klinični uporabi. Dolgoročni cilj tega razvoja je vrniti svet finih zvokov, čistih glasov in kompleksnih glasbenih izkušenj za naglušne.

Izzivi običajnih polževih vsadkov

Po podatkih WHO približno 430 milijonov ljudi po vsem svetu trpi zaradi izgube sluha. Ta številka bi lahko do leta 2050 narasla na skoraj 700 milijonov, saj se potreba po rehabilitaciji sluha povečuje. Polževi vsadki so namenjeni pretvarjanju slušnih signalov v nevronske impulze, da bi se izognili motenemu kodiranju zvoka v polžu. Otonalne vsadke, ki obstajajo že od sedemdesetih let prejšnjega stoletja, uporablja že več kot 700.000 naglušnih pacientov. Kljub svoji sposobnosti razumevanja govora v tihem okolju se uporabniki pogosto spopadajo s hrupom v ozadju in čustvi v svojem glasu.

Večina teh vsadkov uporablja električno stimulacijo, ki ima za posledico veliko bočno širjenje, kar pomeni, da se pogosto stimulira preveč nevronov hkrati, kar omejuje diskriminacijo frekvence in volumna. Število neodvisnih kanalov v teh vsadkih je običajno manjše od deset, kar dodatno ogroža kakovost kodiranja zvoka.

Optogenetika kot ključna tehnologija

Ekipa okoli prof. dr. med. Tobias Moser je opredelil optogenetiko kot ključno tehnologijo. Ta inovativna tehnologija omogoča vnos svetlobno občutljivih proteinov, tako imenovanih kanalordopsinov, v živčne celice. Izvedljivost te metode so že pokazali v testih na živalskih modelih. Zdaj je nadaljnji razvoj za ljudi neizbežen. Načrtovani 64-kanalni optični CI bi moral biti sposoben narediti govor razumljiv tudi v hrupnem okolju in jasno reproducirati melodije. Prvo klinično preskušanje se lahko začne leta 2026, vendar so pred tem potrebne pomembne raziskave.

Poleg tega napredujejo raziskave o inovativnih mikro-LED polževih vsadkih, ki omogočajo optično stimulacijo v notranjem ušesu. Cilj je razviti polževe vsadke z do 100 viri svetlobe, ki so primerni za človeško uporabo. Funkcionalne študije bi morale preučiti kodiranje zvoka z optičnimi vsadki v primerjavi z naravnim sluhom.