Die Entwicklung der Cochlea-Implantate ist durchaus eine Erfolgsgeschichte. Seit Anfang der 90er Jahre wurden weltweit mehr als hunderttausend Menschen mit der Hörprothese versorgt, die akustische Signale auf elektrischem Weg direkt an den Hörnerv weiterleitet. Doch das Hörempfinden durch das Cochlea-Implantat ist bislang kaum mit dem natürlichen Hören zu vergleichen – Verbesserungen könnte hier die optische Stimulation des Hörnervs bringen.
Die Hoffnung vieler schwerhöriger und gehörloser Menschen liegt auf den Cochlea-Implantaten. Und tatsächlich ermöglicht das Implantat vielen ertaubten Menschen, dass sie zumindest wieder an (in Lautsprache geführten) Gesprächen teilnehmen können. Doch in komplexeren Hörumgebungen (an belebten Plätzen, im Klassenzimmer, beim Kneipenbesuch) stößt die Technik leider häufig recht schnell an ihre Grenzen.
In komplexen Hörumgebungen kommt die aktuelle CI-Technik schnell an ihre Grenzen.
Das liegt schon allein daran, dass die gängigen Cochlea-Implantate über etwa 20 Frequenzkanäle verfügen und die Elektroden im Innenohr jeweils eine ganze Palette an Nervenzellen stimulieren.
Eine feine Differenzierung nach Freqenzen ist so natürlich nicht möglich. Aktuelle Forschungsarbeiten – wie etwa diejenigen von Claus-Peter Richter von der Northwestern University in Chigago – zeigen jetzt einen neuen Weg auf, wie man diese Beschränkungen der neuronalen Impulsübertragung überwinden könnte. Wenn man nämlich nicht mehr elektrisch, sondern optisch anregt.
Mehr Präzision durch Infrarot-Laser-Impulse
Seit einigen Jahren arbeitet Richter an der Frage, ob und wie sich mittels Infrarot-Laserstrahlen der Hörnerv (und potentiell auch andere Nerven) reizen lässt. Und Richters Studien deuten an, dass dies über den optischen Impuls sehr viel präziser, als mit den feinen Elektrodendrähten möglich ist. Im Tierversuch konnte er zeigen, dass die Befeuerung der Nerven mit Laserimpulsen im Vergleich zur elektrischen Reizübertragung dieselbe dynamische Bandbreite liefert, dabei aber sehr viel selektiver ist und somit weniger Überlagerungen und Artefakte produziert.
Diese höhere Präzision wird in dieser Gegenüberstellung deutlich (links die Reaktion auf die optische, rechts bei der konventionellen elektr. Stimulation):
Eine Frage für Langzeittests: Was passiert mit Nerven, wenn sie dauerhaft Laserimpulsen ausgesetzt sind?
Nun geht es sicherlich darum, diese Technik in weiteren Versuchsreihen zu optimieren und in Langzeitversuchen zu klären, wie sich Nerven verhalten, wenn sie dauerhaft Laserimpulsen ausgesetzt sind. Und dann steht man freilich auch noch vor der Herausforderung, die Steuerungseinheiten soweit zu miniaturisieren, dass es – im Falle des Cochlea-Implantats – in den Schädelknochen implantiert werden könnte.
Claus-Peter Richter ist recht zuversichtlich, dass dies in den nächsten Jahren gelingen könnte. Schließlich steht mit den bewährten CIs ja prinzipiell eine Technik bereit, an die man anschließen könnte – auch wenn man dazu zunächst vielleicht auch nur mit rund 20 Frequenzkanälen auskommen müsste. Die optische Variante würde es auch ermöglichen, die Kanäle auf 40 zu erhöhen. Aber das ist heute noch – im wahrsten Sinne des Wortes – Zukunftsmusik.
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