Ideggyógyászati Szemle Proceedings

Sensory-substitution-based perception interface using spinal cord stimulation applied for hearing aid

MIKLÓS Gabriella1,2,3, HALÁSZ László1,3, VÁRKUTI Bálint4, SAMAN Hagh Gooie4, TÓTH Emilia4, MAX Hasselberger4, GIJS Van Elswijk4, ERŐSS Loránd1

2024. OKTÓBER 09.

Ideggyógyászati Szemle Proceedings - 2024;9(6)

Szöveg nagyítása:

-
+

The World Health Organization estimates that around 466 million people suffer from disabling hearing loss, with children constituting 7% of this population (2019). While cochlear implants aren’t suitable for all hearing-impaired individuals, sensory substitution principles, like non-invasive vibrotactile techniques, can be used to assist hearing-impaired patients.

Our study aimed to prove systematically, that sensory-substitution-based acoustic perception via spinal cord stimulation (SCS) could mimic cochlear implant functionality in hearing adults.

Personalized SCS settings were calibrated for nine recently implanted patients to induce distinct sensations. These sensations were then used in pattern discrimination tasks. Sound samples, such as voices and warning sounds, were translated into stimulation patterns with fixed durations and volumes. Patients were presented with groups of four sound examples in a forced-choice design, requiring them to discern them based solely on the sensations felt. Sets included one confusion pair with similar patterns, enabling advanced testing (e.g., distinguishing a fire alarm from a car siren).

We achieved computer-to-brain communication in 7 out of 9 patients within a 10-minute learning phase. Of these, 6 could distinguish sound samples above chance level, with an overall mean performance of 70%. Individual performance ranged from 42% to 87%, with the chance level set at 1/3.

Our study demonstrates the potential of sensory-substitution-based acoustic perception via spinal cord stimulation as a promising approach for hearing-impaired individuals. This proof of concept opens avenues for interventions aiming to enhance auditory perception and improve quality of life for those unsuitable for traditional cochlear implants. Further research should refine sound-encoding and signal-transferring methods while expanding sample size and patient diversity to validate the generalizability of our findings.

Funding: CereGate GmbH.

AFFILIÁCIÓK

  1. Department of Neurosurgery and Neurointervention, Semmelweis University
  2. János Szentágothai Doctoral School of Neurosciences, Semmelweis University, Budapest, Hungary
  3. Albert-Szentgyörgyi Medical School Doctoral School of Clinical Medicine Clinical and Experimental Research for Reconstructive and Organ-Sparing Surgery University of Szeged, Hungary
  4. CereGate GmbH, München, Germany

A kiadvány további cikkei

Ideggyógyászati Szemle Proceedings

The Budapest Subarachnoid Hemorrhage Registry – Lessons learned and future directions

CRISTINA Aldea Caterina, KONDOR Máté, CZENCZ Máté, KŐVÁRI Zoltán, OROSZ Péter, NARDAI Sándor

Despite evidence based institutional protocols being in place in many countries, aneurysmal subarachnoid hemorrhage (SAH) continues to be a major socio-economic burden with many open questions remaining regarding the optimal management of the affected patients.

Ideggyógyászati Szemle Proceedings

A microsurgical arteriovenous malformation model on the saphenous vessels in the rat

MOHAMMAD W. Al-Smadi, FAZEKAS A. László, SIRAN Alsan, NÉMETH Norbert

Arteriovenous malformation (AVM) is an anomaly of blood vessel formation. Numerous models have been established to understand the nature of AVM.

Ideggyógyászati Szemle Proceedings

Introduction of a new 3D printing technology at the point-of-care

BARTOS Márton, POKORNI Ágoston Jakab, ELTES Peter

Additive manufacturing has gained significant traction in industrial applications due to its high potential when it comes to manufacturing objects with complex geometry.

Ideggyógyászati Szemle Proceedings

New possibilities in spinal surgery: The way to the robotic surgery

BANCZEROWSKI Péter

Not only other surgical and robotic fields, but minimally invasive procedures in spine surgery have undergone significant development in recent times. A demand emerged from both surgeons and patients to develop and perform these types of surgeries in order to prevent biomechanical and surgical complications.

Ideggyógyászati Szemle Proceedings

Critical role of acquisition and postprocessing in fMRI language mapping

ANDRÁSSY Anita, SZUDI Gábor, VÁRALLYAY Péter

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is crucial for presurgical language mapping in neurosurgery, helping identify eloquent brain regions to preserve during operations. Effective language mapping depends on advanced fMRI acquisition and detailed data analysis to ensure accurate clinical outcomes.

Lapszám összes cikke

Kapcsolódó anyagok

Ideggyógyászati Szemle

[Az axiális testtartás és a gerinc- mobilitás kvantitatív paramétereinek összehasonlítása a Parkinson-kór  motoros altípusai között]

RIZA SONKAYA, MUSTAFA Ertuğrul YAŞA, BUSE KORKMAZ, BETÜL KUZ, ZEYNEP Zeliha SONKAYA, BILGIN ÖZTÜRK, ÖMER KARADAŞ

[A Parkinson-kór (PD) he­te­ro­gén neurodegeneratív betegség, aminek különböző altípusait ellentmondásos kli­nikai eredmények jellemzik. A betegség meg­nyil­vá­nul­hat tremordomináns (TD) vagy nem tremordomináns (NTD) fenotípussal. Bár a TD altípus jobb prognózist mutathat, a fenotípusos különbségekről az axiális tünetek mértékét illetően korlátozott in­for­má­ció áll rendelkezésre. ]

Lege Artis Medicinae

Női mentális egészség a perinatalis tudományok tükrében. Mit kell tudnunk a post partum hangulati zavarokról?

CZINKÓCZI Annamária, VARGA Orsolya, VARGA Katalin

Általános vélekedés szerint a terhesség, a szülés és a gyermekágy varázslatos időszak a nők életében. A kutatások eredményei azonban felhívják a figyelmet ennek a szenzitív életszakasznak a nehézségeire. A ta­nul­mány célja, hogy képet adjon a post partum hangulati zavarok természetéről, ri­zi­kó­­té­nye­zőiről, hosszú távú következményeiről, valamint prevenciós és intervenciós lehetőségeiről.

Ideggyógyászati Szemle Proceedings

A Magyar Neuroimmunológiai Társaság X. Kongresszusa Absztraktfüzet 3.

A Magyar Neuroimmunológiai Társaság X. Kongresszusa Absztraktfüzet Siófok, Magyarország 2023. október 26–28.

Ideggyógyászati Szemle Proceedings

The Budapest Subarachnoid Hemorrhage Registry – Lessons learned and future directions

CRISTINA Aldea Caterina, KONDOR Máté, CZENCZ Máté, KŐVÁRI Zoltán, OROSZ Péter, NARDAI Sándor

Despite evidence based institutional protocols being in place in many countries, aneurysmal subarachnoid hemorrhage (SAH) continues to be a major socio-economic burden with many open questions remaining regarding the optimal management of the affected patients.

Ideggyógyászati Szemle Proceedings

A microsurgical arteriovenous malformation model on the saphenous vessels in the rat

MOHAMMAD W. Al-Smadi, FAZEKAS A. László, SIRAN Alsan, NÉMETH Norbert

Arteriovenous malformation (AVM) is an anomaly of blood vessel formation. Numerous models have been established to understand the nature of AVM.

1.

Ideggyógyászati Szemle Proceedings

2024;9(6)
2024 OKT 08.

2.

Ideggyógyászati Szemle Proceedings

2024;9(6)
2024 OKT 08.

3.

Ideggyógyászati Szemle Proceedings

2024;9(6)
2024 OKT 08.

4.

Ideggyógyászati Szemle Proceedings

2024;9(6)
2024 OKT 08.

5.

Ideggyógyászati Szemle Proceedings

2024;9(6)
2024 OKT 08.