Göttingen. Künstliches Hören könnte durch Licht natürlicher werden. Göttinger Hörforscher haben jetzt nachgewiesen, dass sich die Qualität des künstlichen Hörens maßgeblich verbessern ließe, wenn die Hörbahn mittels Licht statt mit elektrischem Strom stimuliert wird.

Schöne Musik genießen, in einer Umgebung mit vielen Hintergrundgeräuschen ohne Probleme einem Gespräch folgen, Melodien erkennen – für hochgradig schwerhörige oder taube Menschen, die beim Hören auf Hörprothesen, so genannte Cochlea-Implantate angewiesen sind, ist das noch sehr schwierig.

Tobias Moser

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Prof. Tobias Moser, Direktor des Institutes für Auditorische Neurowissenschaften an der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) sowie Leiter der Forschungsgruppe Auditorische Neurowissenschaften und Optogenetik am Deutschen Primatenzentrum – Leibniz-Institut für Primatenforschung (DPZ) sowie weitere Wissenschaftler haben in einer erst kürzlich veröffentlichten Studie das Auflösungsvermögen für Tonhöhen beim natürlichen sowie künstlichen Hören gemessen und bestimmt.

Im Tiermodell wurde dabei die in Göttingen entwickelte Anregung des Hörnervs mittels Licht (optogenetische Anregung) mit natürlichem Hören und dem Hören mit Hilfe des etablierten elektrischen Cochlea-Implantats verglichen. Über die Untersuchung der Nervenaktivität im Mittelhirn gewannen die Wissenschaftler vergleichbare Daten über das Auflösungsvermögen für Tonhöhen (Frequenz) bei akustischem, optischem und elektrischem Hören.

„Unsere Ergebnisse zeigen erstmals, dass die Frequenzauflösung optogenetischer Stimulation des Hörnervs in feineren Stufen erfolgen kann, als mit der bisher in der Klinik verwendeten elektrischen Stimulation in Cochlea-Implantaten erreicht wird“, sagt Alexander Dieter, Doktorand am Institut für Auditorische Neurowissenschaften, UMG, und Erstautor der Studie.

Stimulation erweitern

„Ein logischer nächster Schritt ist für uns nun, die Stimulation auf mehr Kanäle zu erweitern. In den bisherigen Untersuchungen haben wir die Einkanalstimulation eingesetzt. Nun wollen wir mittels Mikroleuchtdioden-Arrays über mehrere Kanäle stimulieren“, erläutert Dr. Marcus Jeschke, Nachwuchsgruppenleiter am DPZ und am Institut für Auditorische Neurowissenschaften der UMG, einer der korrespondierenden Autoren der Studie. „So möchten wir untersuchen, ob die Aktivierungen nahe beieinander liegender LEDs unterschieden werden können und wie und ob die Aktivierungen der einzelnen LEDs interagieren“, so Jeschke weiter. „Wenn künftige Tierversuche unsere Ergebnisse bestätigen, und die Biosicherheit unserer Technologie nachgewiesen wird, haben wir Hoffnung, dass optische Cochlea-Implantate künftig auch bei Menschen eingesetzt werden können“.

Marcus Jeschke

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Bei hochgradig schwerhörigen oder tauben Menschen werden derzeit Hörprothesen (Cochlea-Implantate) verwendet. Eingesetzt werden sie in die Hörschnecke und regen dort den Hörnerv mittels elektrischen Stroms an. Mehr als 500 000 Patienten weltweit vermitteln diese Implantate einen künstlichen Höreindruck. In der Mehrzahl der Fälle wird auch ein Sprachverstehen ermöglicht. Doch die Hörprothesen sind limitiert, wenn es über die genaue Übertragung feiner Abstufungen der Tonhöhe (Frequenz) geht.

„Während das natürliche Hören dem Anschlagen einzelner Tasten folgen kann, ist die Klangwahrnehmung mittels Cochlea-Implantat eher mit dem gleichzeitigen Anschlagen vieler Klaviertasten vergleichbar. Um ein natürlicheres Hörvermögen wiederherzustellen, müssten einzelne Tonhöhen besser unterschieden werden können“, sagt Prof. Moser, Senior-Autor der Publikation. „Dies wäre durch Anregung des Hörnervs mit Licht denkbar. Da Licht besser gebündelt werden kann als elektrischer Strom, erlaubt es eine präzisere Anregung des Hörnervs“, so Moser.

Von Vicki Schwarze

GT/ET