Ses yönlerinin lokalize edilmesi için yeni koklear implant tasarımı ihtiyacı

0
20

Şekil a ila e normal işiten sıçanların (NH-B) verilerini gösterirken, şekil f ila j sağır ve koklear implantla uyarılan sıçanların (NDCI-B) verilerini gösterir. Sonuçlar, koklear implantı olan erken sağır sıçanların, normal işiten sıçanlar kadar doğru bir şekilde kulaklar arası zaman farklılıklarını ayırt edebildiğini göstermektedir. Kredi: Rosskothen-Kuhl ve diğerleri

Koklear implantlar sağır hastaların işitmesine yardımcı olur, ancak mevcut teknoloji mükemmel olmaktan uzaktır. Hong Kong Şehir Üniversitesi’nden (CityU) bilim adamları tarafından yönetilen bir araştırma ekibi, yenidoğan sağırlığı olan farelerin, ses kaynaklarının yönlerini bulma yeteneğini geri kazanmak için koklear implant stimülasyonu ile eğitilebileceğini göstermiştir. Bulgu, erken çocukluk dönemindeki işitsel deneyim eksikliğinden ziyade mevcut koklear implant teknolojisindeki eksikliklerin, koklear implant hastalarının genellikle zayıf uzamsal işitme performansına sahip olmasının nedeni olabilir.

Araştırma, CityU Nörobilim Bölümü’nden Profesör Jan Schnupp ve Freiburg Üniversitesi’nden Dr. Nicole Rosskothen-Kuhl tarafından yürütülüyor. Bulguları, “Yenidoğan sağırlığından sonra koklear implantlar tarafından restore edilen mikrosaniye kulaklar arası zaman farkı ayrımcılığı” başlıklı bilim dergisi eLife’da yayınlandı.

Mevcut koklear implant teknolojisindeki kusurlar

Normal işitme yeteneğine sahip insanlar, sadece çevredeki farklı nesneleri çıkardıkları seslerden kolayca tanımakla kalmaz, aynı zamanda sesin nereden geldiğini bilerek sesi lokalize edebilirler. Bu yeteneğe uzamsal işitme denir.

Koklear implantlar sayesinde, bu tür ileri derecede işitme engelli birçok hasta, işitme duyusunu geri kazanabilir ve başkalarıyla sohbet edebilir. Hastaların kafalarına implante edilen bu biyonik cihazlar, hasarlı iç kulak kıl hücrelerini atlayabilir ve elektrik darbeleriyle kulakları beyne bağlayan siniri doğrudan uyarabilir. Profesör Schnupp, “Ancak çağdaş koklear implant teknolojisi mükemmel olmaktan uzaktır” dedi. “Özellikle uzamsal işitme, koklear implant kullanıcılarında çok zayıf.”

İnsan kulağının seslerle ilgili bilgi toplamak için iki mekanizma kullandığını açıkladı: iç kulağın farklı bölümlerinin belirli ses frekanslarına duyarlılık açısından farklılık gösterdiği bir “yer kodu” ve sesin kesin zamansal modelinin bulunduğu bir “zamanlama kodu”. işitsel sinirdeki sinir uyarıları, gelen seslerin zamansal özelliklerini yansıtır. Seslerin iki kulak arasındaki geliş zamanı farklarını 50 mikrosaniye hassasiyetinde ölçme hassasiyeti, insanda uzamsal işitmeyi sağlar. Ancak bu yetenek koklear implant kullanıcılarında, özellikle de doğuştan sağır olanlarda ve hiçbir zaman normal işitsel deneyimi olmayanlarda genellikle tamamen yoktur.

Ekip tarafından geliştirilen özel yapım bir davranış düzeninde bir görevi yerine getiren sağır bir fare. Kredi: Rosskothen-Kuhl ve diğerleri

Koklear implantlar neden uzamsal işitmeyi algılayamıyor?

Daha önce, birçok bilim adamı, bu açığın, çocukluğun erken gelişimi sırasında eksik bir girdiden kaynaklanabileceğini varsayıyordu. Ancak Profesör Schnupp ve ekibi, mevcut koklear implant işlemci tasarımındaki teknolojik sınırlamalar veya uygunsuz takaslar nedeniyle bunun daha olası olduğundan şüpheleniyordu.

“Mevcut koklear implantlar, iç kulağın uzunluğu boyunca elektrik darbeleri kalıpları ileterek çok fazla ‘yer bilgisi’ iletmek için çok uğraşıyorlar, ancak insan kulağının yetenekli olduğu olağanüstü zamansal hassasiyetten yararlanamıyorlar” diye açıkladı.

Bu hipotezi test etmek için, hayvanlarda fizyolojik ve davranışsal işitme çalışmaları yürütme konusunda onlarca yıllık deneyime sahip olan Profesör Schnupp, Freiburg Üniversitesi’nden Dr. Rosskothen-Kuhl ile bir araya geldi ve farelerin işitsel ayırt etme yeteneğini davranışsal olarak ölçmek için bir düzenek geliştirdi. çok hassas kontrollü elektrik stimülasyonu altında.

Yenidoğan sağır fareleri yetişkinliğe yükselttiler ve sonra onlara çift kulaklı koklear implantlar yerleştirdiler ve onları her kulağa çok hassas bir şekilde zamanlanmış elektrik darbelerinin algılanan ses yönünü yargılamak için eğittiler. Dikkat çekici bir şekilde, bu sağır sıçanlar, 50 mikrosaniyelik kulaklar arası zaman farklarını ayırt etmeyi öğrenebildiler. Ayırt etme yetenekleri, normal olarak işiten farelerden veya insanlardan daha kötü değildi.

Koklear implantın tasarımı

Profesör Schnupp, bunun, en azından sıçanlarda, erken gelişimde ciddi şekilde bozulmuş işitsel deneyimin, yetişkinlikte kaçınılmaz olarak çift sesli zaman işlemede bozulmaya yol açmadığını gösteren ilk çalışma olduğuna dikkat çekti. Bu sonuçlar, iki implant aracılığıyla sunulan uyaranların koordinasyonuna gereken özenin gösterilmesiyle, implantları olan kişilerin sesleri doğru bir şekilde konumlandırmayı öğrenmelerinin mümkün olabileceğini ima etmektedir.

Profesör Schnupp, doğal işitmenin tam zenginliğini sağlamak için koklear implantları geliştirmede teknolojik bir atılımın olmamasının, koklear implant üreticilerinin insan kulaklarının zamansal modele ne kadar hassas olduğunu uzun süredir hafife almalarından kaynaklandığına inanıyordu. Çalışmaları, en azından hayvan modellerinde, yeni bir tasarım yönü ile gerçek bir önemli fayda şansı olduğunu kanıtladı.

Bu çalışmanın planladıkları uzun bir çalışma serisinin yalnızca ilk adımı olduğunu ve ekibin, bulguların zamanla koklear implant işlemcilerinin tasarımını değiştireceğini ve kullanıcılarına çok daha zengin bir işitsel deneyim sağlayacağını öngördüğünü sözlerine ekledi. biyonik kulaklar” sağırlığın üstesinden gelmek için.

Biyonik cihazların hassasiyetinin ışıkla iyileştirilmesi Daha fazla bilgi: Nicole Rosskothen-Kuhl ve diğerleri, Yenidoğan sağırlığından sonra koklear implantlar tarafından restore edilen mikrosaniye kulaklar arası zaman farkı ayrımcılığı, eLife (2021). DOI: 10.7554/eLife.59300 Dergi bilgisi: City University of Hong Kong tarafından sağlanan eLife

Alıntı: Ses yönlerinin yerelleştirilmesi için yeni koklear implant tasarımı ihtiyacı (2021, 14 Eylül), 14 Eylül 2021’de https://medicalxpress.com/news/2021-09-cochlear-implant-localizing.html adresinden alınmıştır.

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı verilmiştir.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz