Verbessertes Hören Für Implantatempfänger Erwartet

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Forscher arbeiten an einem neuen gerät, das die klangauflösung für gehörlose, die sich für cochlea-implantate entscheiden, erheblich verbessern könnte.

Diese 4-teilige Serie wurde zeitgleich veröffentlicht Woche des Gehirnbewusstseinshebt die Investitionen hervor, die von der Direktion für Ingenieurwissenschaften der National Science Foundation gemacht wurden, um modernste Werkzeuge und Technologien zu entwickeln, die unser Verständnis des Gehirns verbessern.

Das Cochlea-Implantat gilt allgemein als die erfolgreichste neuronale Prothese auf dem Markt. Das Implantat, das Gehörlosen beim Tonempfinden hilft, übersetzt auditive Informationen in elektrische Signale, die direkt in das Gehirn gelangen, wobei Zellen, die diese Funktion nicht erfüllen, umgangen werden, da sie beschädigt sind.

Nach Angaben des Nationalen Instituts für Gehörlosigkeit und andere Kommunikationsstörungen haben seit der Einführung dieser Geräte in den frühen achtziger Jahren weltweit etwa 188.000 Menschen Cochlea-Implantate erhalten, darunter etwa 41.500 Erwachsene und 25.500 Kinder in den Vereinigten Staaten.

Trotz ihrer Prävalenz haben Cochlea-Implantate einen langen Weg vor sich, bis ihre Leistung mit der des intakten menschlichen Ohrs vergleichbar ist. Unter der Leitung von Dr. Pamela Bhatti hat ein Forscherteam des Georgia Institute of Technology eine neue Art Schnittstelle zwischen dem Gerät und dem Gehirn entwickelt, die die Klangqualität der nächsten Generation von Implantaten erheblich verbessern kann.

Ein normales Ohr verarbeitet den Klang so, wie eine Rube Goldberg-Maschine einen Lichtschalter umlegt - durch eine perfekt abgestimmte Kettenreaktion, die mehrere Teile und Teile umfasst. Zunächst wandert der Klang den Kanal des Außenohrs entlang, schlägt auf das Trommelfell und lässt es vibrieren. Die Vibration des Trommelfells bewirkt, dass kleine Knochen im Mittelohr vibrieren, was wiederum Bewegung in der Flüssigkeit des Innenohrs oder der Cochlea hervorruft. Dies bewirkt Bewegungen in winzigen Strukturen, den so genannten Haarzellen, die die Bewegung in elektrische Signale umwandeln, die über den Hörnerv zum Gehirn gelangen.

Dysfunktionelle Haarzellen sind der häufigste Schuldige bei einer Art von Hörverlust, der als sensorineuraler Taubheit bezeichnet wird, und nach dem daraus resultierenden Zusammenbruch der Kommunikation zwischen dem Ohr und dem Gehirn benannt. Manchmal funktionieren die Haarzellen von Geburt an nicht richtig, aber auch schwere Verletzungen oder eine schwere Infektion können diese empfindlichen Strukturen irreparabel schädigen.

Zeitgenössische Cochlea-Implantate

Traditionelle Hörgeräte, die durch Tonverstärkung funktionieren, sind auf das Vorhandensein einiger funktionierender Haarzellen angewiesen. Ein Cochlea-Implantat umgeht dagegen die Haarzellen vollständig. Anstatt die Funktion wiederherzustellen, werden die von einem Mikrofon außerhalb des Ohrs aufgenommenen Klangschwingungen in elektrische Signale umgewandelt. Diese Signale werden vom Hörnerv an das Gehirn übertragen, der sie als Klang interpretiert.

Cochlea-Implantate werden nur für Personen mit schwerem bis starkem sensorineuralem Hörverlust empfohlen. Dies bedeutet, dass Personen, die Geräusche unter 70 Dezibel nicht hören können. (Konversationssprache tritt normalerweise zwischen 20 und 60 Dezibel auf.)

Das Gerät selbst besteht aus einer externen Komponente, die über eine Magnetplatte mit einer internen Komponente verbunden wird, die hinter der Ohrmuschel unter der Haut implantiert wird. Die externe Komponente erkennt Geräusche und verstärkt gezielt die Sprache. Die interne Komponente wandelt diese Informationen in elektrische Impulse um, die an ein Bündel dünner Drahtelektroden gesendet werden, die durch die Cochlea geführt werden.

Verbesserung der Benutzeroberfläche

Als Elektroingenieur sieht Bhatti die aktuelle Elektrodenkonfiguration als eine wesentliche Barriere für die Klärung der Schallübertragung im aktuellen Gerät.

"In einem intakten Ohr sind die Haarzellen reichlich vorhanden und in engem Kontakt mit den Nerven, die Klanginformationen an das Gehirn weiterleiten", sagt Bhatti. "Die Herausforderung beim Implantat besteht darin, eine effiziente Kopplung zwischen den Elektroden und den Nerven herzustellen."

Moderne Implantate enthalten zwischen 12 und 22 Drahtelektroden, von denen jede ein Signal für eine unterschiedliche Tonhöhe überträgt. Die Idee ist, je mehr Elektroden, desto klarer wird die Nachricht.

Warum also nicht mehr Drahtelektroden zum aktuellen Design hinzufügen und es täglich nennen?

Ähnlich wie bei der Wohnungssuche in New York City beruht das Problem auf einem ernsthaften Mangel an verfügbaren Immobilien. An ihrer breitesten Stelle hat die Cochlea einen Durchmesser von 2 mm oder ungefähr die Dicke eines Nickels. Beim Wickeln verjüngt es sich auf nur 200 Mikrometer, etwa die Breite eines menschlichen Haares.

"Wir möchten zwar die Anzahl der Elektroden erhöhen, das Platzproblem ist jedoch aus technischer Sicht eine große Herausforderung", sagt Bhatti.

Mit der Finanzierung durch die National Science Foundation haben Bhatti und ihr Team ein neues Dünnschicht-Elektrodenarray entwickelt, das bis zu dreimal so empfindlich ist wie herkömmliche Drahtelektroden, ohne zu viel Masse hinzuzufügen.

Im Gegensatz zu Drahtelektroden ist das neue Array auch flexibel, sodass es näher an die Innenwand der Cochlea gelangen kann. Die Forscher glauben, dass dies eine bessere Kopplung zwischen dem Array und dem Nervensystem schafft, was zu einem schärferen Signal führt.

Bhatti zufolge ist das Implantieren des Geräts in die spiralförmige Cochlea eine der größten Herausforderungen:

"Wir hätten das beste Array der Welt schaffen können, aber es hätte keine Rolle gespielt, wenn der Chirurg es nicht an der richtigen Stelle bekommen könnte", sagt Bhatti.

Um diesem Problem entgegenzuwirken, hat das Team eine Einführungsvorrichtung entwickelt, die das Array schützt und den Chirurgen als Leitfaden dient, um eine korrekte Platzierung sicherzustellen.

Bevor es für die Verwendung beim Menschen zugelassen wird, muss es strengen Tests unterzogen werden, um sicherzustellen, dass es sowohl sicher als auch wirksam ist. Bhatti denkt jedoch bereits darüber nach, was als nächstes kommt. Sie stellt sich vor, dass eines Tages die Elektroden überhaupt nicht an einem Array befestigt werden müssen. Stattdessen werden sie mit einem biokompatiblen Material direkt an der Cochlea verankert, sodass sie sich nahtlos in das Gehirn integrieren können.

Laut Bhatti ist es das Wichtigste, das große Ganze nicht aus den Augen zu verlieren.

"Wir entwerfen immer mit Blick auf den Endbenutzer", sagt Bhatti. "Die menschliche Komponente ist die wichtigste, die zu berücksichtigen ist, wenn wir Wissenschaft in die Praxis umsetzen."

Anmerkung des Herausgebers: Die in diesem Artikel dargestellte Forschung wurde von der unterstützt Nationale WissenschaftsstiftungDie Bundesbehörde beauftragte die Finanzierung von Grundlagenforschung und -bildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik. Alle Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen, die in diesem Material zum Ausdruck kommen, spiegeln nicht unbedingt die Ansichten der National Science Foundation wider. Siehe die Hinter den Kulissen Archiv.

Verbessertes Hören Für Implantatempfänger Erwartet

FAQ - 💬

❓ Wie hört man mit hörimplantat?

👉 Einführtiefe der ElektrodeEs klingt wie ein verzerrtes Mikrofon." Derselbe Nutzer über das Cochlea-Implantat eines anderen Herstellers mit kurzem Elektrodenträger, das er am anderen Ohr trägt.

❓ Wie gut kann man mit Cochlea-Implantat Hören?

👉 Für eine natürlichere Lautstärkenwahrnehmung bedienen sich MED-EL Cochlea-Implantate eines Kompressionsverhältnisses von 3:1. Dieses entspricht dem Kompressionsverhältnis der Basilarmembran beim normalen Hören. Klang kann in seiner Lautstärke damit zwischen ca. 30 dB und 110 dB merkbar ansteigen.

❓ Was gibt es für hörimplantate?

👉 Weitere Hör-Implantate

  • Knochenleitungs-Implantate. Bei diesen Implantaten wird der Schall durch Vibrationen des Schädelknochens direkt ins Innenohr übertragen. ...
  • Aktive Mittelohr-Implantate. ...
  • Hirnstamm-Implantat.

❓ Was kostet ein Cochlea Prozessor?

👉 Ein Cochlea-Implantat kostet inklusive Operation und Rehabilitation rund 40.000 Euro.

❓ Wie teuer ist ein hörimplantat?

👉 Die Kosten für ein Cochlea-Implantat belaufen sich auf ungefähr 40.000 €, fortlaufend treten zudem Kosten für die Nachsorge auf. Allerdings übernehmen die gesetzlichen Krankenkassen in der Regel sämtliche Kosten für Operation, Rehabilitation und Nachsorge.

❓ Können Gehörlose wieder Hören?

👉 Das Cochlea-Implantat (CI) ist eine medizinische Erfolgsgeschichte. Ein kleines technisches Wunderwerk, das tauben Menschen wieder Hören ermöglicht. Besonders Kindern, die taub geboren wurden, kann sich durch diese Innenohrprothese eine ganz neue Welt erschließen.

❓ Kann man mit einem Implantat hören?

👉 Es wurde vor allem für erwachsene Patientinnen und Patienten mit einer Neurofibromatose Typ 2 entwickelt, einer Krankheit, die unter anderem mit Tumoren am Hörnerv einhergeht. Aber auch Kinder, die mit einer Fehlbildung der Hörschnecke oder des Hörnervs geboren werden, können mit so einem Implantat hören lernen.

❓ Welche Arten von Implantate gibt es?

👉 Man unterscheidet Implantate, die in den Schädelknochen oder ins Mittelohr eingesetzt werden, Cochlea-Implantate, die im Innenohr platziert werden, sowie Hirnstamm- Implantate. Anders als bei Hörgeräten, die wie ein Schallverstärker wirken, wandeln Mittelohr- und Schädelimplantate den Schall in mechanische Schwingungen um.

❓ Was sind die Unterschiede zwischen konventionellen und implantierbaren Hörgeräten?

👉 Neben konventionellen Hörgeräten gibt es inzwischen auch verschiedene implantierbare Hörsysteme, die das Hören verbessern. Man unterscheidet Implantate, die in den Schädelknochen oder ins Mittelohr eingesetzt werden, Cochlea-Implantate, die im Innenohr platziert werden, sowie Hirnstamm- Implantate.

❓ Kann man mit einem Cochlea Implantat hören lernen?

👉 Entscheidend ist aber auch die Bereitschaft der Träger*innen vor allem nach dem Eingriff aber am besten auch lebenslang ihr Hörvermögen und den Umgang mit ihrem Cochlea-Implantat trainieren. Mit dem Cochlea Implantat können Hörbehinderte ein neues Hören lernen. In den MEDICLIN Bosenberg Kliniken wird eine spezialisierte Reha angeboten.


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