Zentral auditorische Prothesen
Mittelhirnimplantate
Links: Schematische Datrstellung des auditorischen Mittelhirnimplantates (AMI) inseriert entlang des tonotopen Gradienten des Colliculus inferiores (IC)
Rechts: Phototgraphie einer humanen AMI-Elektrode.
Nicht alle Patienten, die ein auditorisches Implantatat benötigen, sind für Cochleaimplantat geeignet. Dieses trifft zum Beispiel bei Patienten mit verknöcherter Cochlea oder einem nicht funktionstüchtigen Hörnerv zu. Für sie wurde das auditorische Mittelhirnimplantat (AMI) entwickelt. Diese neue Hörprothese stimuliert das Mittelhirn statt der Cochlea um einen Höreindruck wiederherzustellen.
Das AMI setzt sich im Wesentlichen aus vorhandener Technik zusammen, wie sie auch bei Cochleaimplantaten eingesetzt wird. So kommen auch hier ein Sprachprozessor, der hinter dem Ohr getragen wird, eine Sende- und Empfangsspule mit Magneten auf bzw. unter der Haut, ein Stimulator und ein Elektrodenträger zum Einsatz. Die frequenzspezifisch angesteuerten Stimulationselektroden sind beim AMI entlang des tonotopen Gradienten im zentralen Kern des Colliculus inferiores (ICC) angeordnet.
Vergangene Studien untersuchten die durch ICC Stimulation hervorgerufenen neuronalen Antworten im primären auditorischen Kortex (A1) bei Meerschweinchen und Katze. Es zeigte sich, dass geringe Stimulationsströme verwendet und eine gute frequenzspezifische Aktivierung der neuronalen Bahnen erzielt werden kann.
Neben der frequenzspezifischen Stimulation stellt aber auch die zeitliche Auflösung der neuronalen Aktivierung einen wichtigen Faktor für die Darstellung und das Verstehen von Sprache dar. Wir untersuchen daher verschiedene Parameterder zeitlichen Stimulation des ICC wie z.B. Pulsrate und –breite oder Amplitudenmodulationsfrequenz und –tiefe Stimulationspulszüge. Weiterhin suchen wir nach einem optimalen Stimulationsort zur Aktivierung von A1.
Es liegen zudem erste Ergebnisse vor, die zeigen, dass durch komplementäre Stimulation mehrerer Orte innerhalb einer frequenzspezifischen Schicht des ICC komplexe Hüllkurveninformationen, wie sie auch in Sprache auftreten, effektiver dargestellt werden können. Durch unsere Versuchsreihen erhoffen wir uns weitere Kenntnisse darüber, wie sich elektrische Stimulationsmuster in Ort und Zeit variieren lassen um in höheren auditorischen Bahnen möglichst effektiv Aktivitäten zu erzielen, wie sie auch akustisch durch natürliche Schallereignisse hervorgerufen werden.
Die Ergebnisse unserer Arbeit finden Anwendung bei der Entwicklung neuer AMI Stimulationselektroden und Signalverarbeitungsalgorithmen. Wir hoffen, dass AMI Patienten in Zukunft ähnliche Ergebnisse im Sprachverständnis erzielen, wie durch Cochleaimplantate schon heute möglich sind.
Kontakt: Dipl.-Ing. T. Rode: Rode.Thilo@mh-hannover.de