Göttingen. Die herkömmlichen elektrischen CIs reizen die Hörnervenzellen in der Cochlea (Hörschnecke) mithilfe von Elektroden und umgehen so die defekten oder verlorenen Sinneszellen. Allerdings stimulieren die Elektroden nur in einem Frequenzbereich von zehn Kilohertz. Ein intaktes Gehör kann aber laut Moser 16 bis 20 Kilohertz verarbeiten. „Man kann sich das wie eine Klaviertastatur vorstellen, die statt mit den Fingern mit der Faust gespielt wird“, so Moser, der zusammen mit Wissenschaftlern vom Frankfurter Max-Planck-Institut für Biophysik und Hirnforschung an dem Projekt arbeitet. Das elektrische CI bezeichnet er als „Wunderwerk“: „Weltweit können eine halbe Million Menschen wieder Sprache verstehen und manche sogar telefonieren.“ Dennoch sei die schlechte Hörfrequenz klar ein Problem, der Genuss von Musik sei den Patienten beispielsweise nicht vergönnt. Um irgendwann auch das musikalische Hören wieder zu erleben, entstand die Idee, die Optogenetik fürs Hören zu nutzen. Diese nutzt Lichtimpulse für die Reizung von Nervenzellen.

Molekulare Lichtschalter

„Das Ohr beziehungsweise die Hörzellen sind per se, im Gegensatz zum Auge, nicht lichtempfindlich“, erklärt Moser. Deswegen nutzten die Forscher das Kanalrhodpsin-Protein der Süßwasseralge Chlamydomonas, die damit günstige Lichtverhältnisse aufspürt. Der Teil des Erbguts, der für die Protein-Produktion zuständig ist, wird von der Alge extrahiert und in die Hörzelle eingesetzt. Damit das Kanalrhodpsin-Protein auch wirklich nur in die Hörzelle gelangt, werden nicht krankmachende Helferviren aus der klinischen Gentherapie genutzt: „Die sind wie Postleitzahlen und bringen das Gen in die Nervenzelle, wo es gebraucht wird.“

Die Zellen besitzen nun sogenannte molekulare Lichtschalter: "Bestrahlt man die Zellen, die das Gen aufgenommen haben mit blauem Licht, kommt es zum Aktionspotenzial", sagt Moser. Der Direktor des Instituts für Auditorische Neurowissenschaften der Universitätsmedizin Göttingen erklärt anhand eines zwei zu eins vergrößerten, durchsichtigen Ohrmodells das optogenetische CI: "Sie sehen, wenn ich spreche, dass das Cochlea Implantat, die Sprache aufnimmt und in ein Leuchtmuster übersetzt." Durch einen Prozessor mit Mikrofon werden die Töne aufgenommen und als Frequenzen elektrisch an eingebaute LEDs weitergeleitet. "Die tiefen Töne steuern die Leuchtdioden in der Spitze der Hörschnecke und die hohen Töne die Leuchtdioden ganz unten, im Eingang der Hörschnecke, an", erklärt Moser. "Es geht darum, dass die Nervenzellen durch diese Lichtquellen an den entsprechenden Stellen aktiviert werden, sodass im Gehirn die Information ankommt: Das war zum Beispiel ein Ton, der war etwa ein Kilohertz."

Bis jetzt wurde das optogenetische CI mit Erfolg nur an weißen und Wüstenrennmäusen getestet, die ein sehr ähnliches, nur fünfmal kleineres Gehör als der Mensch haben. Als nächstes sollen die Implantate im Primatenzentrum Göttingen an Weißbüscheläffchen getestet werden: "Die sind echt nah an uns Menschen dran, die Hörschnecke ist nur halb so groß wie unsere", sagt Moser. Zudem seien sowohl Nerven- als auch Immunsystem den menschlichen sehr ähnlich. "Wenn da nichts passiert, hat man große Hoffnungen, dass bei Menschen auch nichts passieren wird", betont Moser. Allerdings entstehe durch Tierversuche immer ein moralisches Dilemma: "Niemand von uns hat Spaß an den Versuchen, wir sind aber drauf angewiesen, weil man kein Ohr aus Zellkulturen bauen kann und das in nächster Zeit auch nicht möglich sein wird", betont der Hörforscher. "Wir versuchen die Zahl und das Leiden der Tiere zu vermindern. In Europa gibt es einen sehr hohen Standard, an den wir uns penibel halten." Den Gegnern von Tierversuchen müsse zudem klar sein, dass mit einem Verbot der wissenschaftliche Fortschritt gestoppt würde und die Versuche keineswegs aufhören, sondern beispielsweise einfach nach Asien verlagert werden würden.

Von Madita Eggers

GT/ET