Informationen für Patienten mit hochgradiger Schwerhörigkeit oder Taubheit
Liebe Patient*innen,
herzlich willkommen im Patientenbereich des Else Kröner Fresenius Zentrums für Optogenetische Therapien.
Laut Weltgesundheitsorganisation (WHO) leiden weltweit 466 Millionen Menschen an einer behandlungsbedürftigen Schwerhörigkeit, darunter etwa 16 Millionen schwerhörige und 80.000 gehörlose Menschen in Deutschland. Wer von Geburt an wenig hört oder taub ist, lernt nur mit Mühe zu sprechen, wenn überhaupt. Bisher können Hörstörungen im Innenohr teilweise durch elektrische Cochlea-Implantate (eCI) korrigiert werden. Diese ermöglichen Betroffenen ein Sprachverstehen in ruhiger Umgebung, aber der Höreindruck bleibt noch weit entfernt vom natürlichen Hören. Für eine komplexe Hörwahrnehmung, die es erlaubt, Sprache bei Hintergrundgeräuschen zu verstehen, den emotionalen Tonfall von Sprache zu interpretieren oder Melodien in Musik zu genießen, ist die Weiterentwicklung des Hörens mit Cochlea-Implantat (CI) erforderlich. Auf den nächsten Seiten finden Sie weitere Informationen zu der Funktionsweise und dem Entwicklungsstand.
Prof. Dr. med. D. Beutner
Prof. Dr. med. T. Moser
Das Ziel
Vom elektrischen zum optischen Cochlea-Implantat durch Optogenetik
Das in Entwicklung befindliche optische Cochlea-Implantat (oCI) nutzt die Optogenetik, um das Hörvermögen wiederherzustellen, indem wir über eine lokale Gentherapie lichtgesteuerte Ionenkanäle in den Hörnerv einbringen, um die direkte neuronale Stimulation durch Licht zu ermöglichen. Die Stimulation mit Licht lässt sich räumlich wesentlich besser begrenzen als die Stimulation der Zellen mit elektrischem Strom, wie sie in den zurzeit eingesetzten elektrischen CI verwendet wird.
Was ist eigentlich Optogenetik?
Kurz erklärt
Hören mit Licht
Cochlea-Implantate ermöglichen den meisten Anwendern, in ruhiger Umgebung Sprache zu verstehen. Allerdings leiden sie unter einer eingeschränkten Qualität der Schallkodierung: Aufgrund der räumlich weiten Ausbreitung des elektrischen Stroms von jedem der Elektrodenkontakte aus zu viele auditorische Nervenzellen in der Umgebung des Kontakts gleichzeitig stimuliert werden (Abb.). Daher ist die Anzahl der unabhängigen Stimulationskanäle gering (typischerweise unter 10) und die Unterscheidung von Tonhöhe und Lautstärke beim Hören mit Cochlea-Implantaten eingeschränkt. Dies schränkt die Fähigkeit, Sprache im Hintergrundgeräusch zu verstehen, musikalischen Melodien zu folgen oder den emotionalen Tonfall in Sprache zu interpretieren, stark ein. Da sich Licht räumlich besser fokussieren lässt, könnte dieses grundsätzliche Problem überwunden werden, indem man Licht statt elektrischem Strom zur Stimulation der Neuronen verwendet. Jede Lichtquelle würde dann im Vergleich zum “elektrischen Hören” eine deutlich kleinere Gruppe von Zellen anregen (Abb. 1). Auf diese Weise könnten zukünftige optische Cochlea-Implantate die Schallinformation über 64 Stimulationskanäle mit mikroskaligen Lichtquellen übertragen. Dies verspricht eine deutliche Verbesserung der Unterscheidung von Tonhöhe und Lautstärke und damit einen Durchbruch bei der Wiederherstellung des Hörvermögens für hochgradig schwerhörige Menschen.
Abbildung: Schematische Darstellung der Funktion von Cochlea-Implantaten (Kleinlogel et al., Physiol Rev. 2020, modifiziert)
Links: Aktuelles elektrisches Cochleaimplantat mit großer lateraler Ausbreitung der elektrischen Stimulation von jedem der 12 Elektrodenkontakte. Rechts: Zukünftiges optisches Implantat mit zahlreichen Emittern, deren Licht auf den Hörnerv fokussiert wird.
Licht geht ins Ohr
– Ein Artikel von Prof. Dr. Tobias Moser
Eine neue Generation von Cochlea-Implantaten soll Menschen mit Hörstörungen das Hören erleichtern.
https://www.mpg.de/19707452/optische-cochlea-implantate
Wo wir derzeit stehen
Das EKFZ OT arbeitet an vorklinischen oCI zur prinzipiellen Charakterisierung des optischen Hörens und an der Entwicklung des humanen Prototyps für die klinische Prüfung. Beim klinischen oCI können einige Komponenten des elektrischen Implantats genutzt werden, andere Komponenten wie der Wellenleiter-basierte optische Stimulator und die Schallkodierungsstrategie müssen aber neu entwickelt werden und nach den strengen Prüfregeln für aktive implantierbare Medizinprodukte zugelassen werden. Dabei sind Patientensicherheit und Langzeitstabilität, die auch unter widrigsten Bedingungen gegeben sein müssen, an vorderster Stelle.
Weitere
Informationen
Seit der Gründung des EKFZ OT liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze für Taubheit, Blindheit, Gastroparese und motorische Defizite. Ziel ist es, optogenetische Hörwiederherstellung mit optischen Cochlea-Implantaten, optogenetische Sehwiederherstellung mit lichtverstärkenden Brillen, optische Magen-Schrittmacher und Gehirn-Computer-Schnittstellen für die zukünftige Behandlung von Patienten*innen zu entwickeln. Die wissenschaftliche Exzellenz und die internationale Bekanntheit spiegeln sich in den leitenden Forscher*innen des EKFZ OT wieder, die in ihren jeweiligen Fachgebieten führend sind. Dabei nutzen sie lokale Forschungsnetzwerke wie den Exzellenzcluster (MBExC), den Sonderforschungsbereich 1690 sowie die Zusammenarbeit mit externen Partnern.
Klinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde der Universitätsmedizin Göttingen
Institut für Auditorische Neurowissenschaften (IAN)
Sonderforschungsbereich 1690
Audiovisuelles Kunstprojekt lässt das „Hören mit Licht“ erleben
Darüber hinaus möchten wir Sie auf unser audiovisuelles Kunstprojekt „KLANGLICHT – Sound of Light“ aufmerksam machen. Wie klingt es, wenn jemand nach Jahren hochgradiger Schwerhörigkeit oder Taubheit zum ersten Mal wieder hört? Wie fühlt es sich an, wenn neue Technologien die Welt des Klangs klarer und differenzierter erlebbar machen als zuvor? Diesen Fragen widmet sich das audiovisuelle Musikprojek, ein animiertes Video im Stile eines Musikvideos. Ziel ist es, den Zuhörer*innen die aktuelle Göttinger Forschung zur Wiederherstellung des „Hörens mit Licht“ in greifbarer Form näherzubringen. Sie sind nur einen „Klick” davon entfernt.
Fragen?
Wir sind für Sie da.
Universitätsmedizin Göttingen
Klinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde
Audiologisches Zentrum
E-Mail: audiol.zentrum@med.uni-goettingen.de
