Az agy hangfeldolgozásának számítógépes modellezése segít az implantátumok fejlesztésében

A gyerekek beszédtanulása a funkcionális hallástól függ. Az úgynevezett cochleáris implantátumok lehetővé teszik, hogy a siketek halljanak, azáltal, hogy a hallóideget közvetlenül stimulálják. A müncheni Technische Universität (TUM) kutatói azon dolgoznak, hogy meghaladják a technológia jelenlegi korlátait oly módon, hogy számítógépes modelleket fejlesztettek ki az implantált jelek feldolgozási folyamatának modellezésére.

Az ép hallás a beszédtanulás előfeltétele: ezért kell a süketen született gyermekeket mielőbb ellátni cochleáris implantátumokkal. Ezek két részből állnak: egy beszéd processzorból, amely egy traszmitterrel a fül mögött van elhelyezve, és a tényleges implantátumból, amely egy kapszulában levő mikroprocesszor a bőr alá beültetve, hogy közvetlenül stimulálja a hallóideget egy elektródával.

A felnőttek számára, akik elvesztették a hallásukat, szintén előnyös lehet a cochleáris implantátum. Ezeket az eszközöket jogosan tartjuk manapság a legsikeresebb neuroprotéziseknek. Lehetővé teszik, hogy a betegek újra megértsék a kimondott szót. Ám a technológia elérte a határait; például a beszédértés gyakorlatilag megszűnik, amikor sokan beszélnek egyszerre, vagy zene szól.

További jelentős előre lépés volna elérhető a térbeli hallás helyreállításával. Mivel a két fül egymástól néhány centiméterre található, a hanghullámok egy adott forrásból általában előbb érik el az egyik fület, mint a másikat. A különbség csupán néhány milliomod másodperc, de ez elegendő ahhoz, hogy az agy lokalizálja a hang forrását. A modern mikroprocesszorok elég gyorsan reagálnak, de ahhoz, hogy az ingerület megfelelő időzítéssel érjen célba az idegi pályákon, a teljes halló rendszer pontosabb megértése szükséges.

Az idegsejtek fiziológiai sajátosságainak mérései alapján a munkacsoport sikeresen megalkotta a belső fül akusztikus kódolásának és az agytörzs idegi információfeldolgozásának számítógépes modelljét. Ez a modell lehetővé teszi a kutatók számára, hogy tovább fejlesszék az implantátumok kódolási stratégiáját.

A kifejlesztett számítógépes modell hatalmas idő-és költségmegtakarítást eredményez az előzetes tesztelések során. "Lehetővé teszi, hogy csak a legígéretesebb ötleteket próbáljuk ki a sokkal nehézkesebben kivitelezhető betegekkel végzett kísérletek során", mondja Werner Hemmert, a TUM illetékes részlegének igazgatója.

Szemlézte: elitmed.hu, Kolin Péter
Forrás: http://www.ehealthnews.eu/