Das Foto zeigt einen Schüler mit einem Cochlea-Implantat im Physikunterricht bei Shi Xuejun an der Nanjing School for the Deaf in Nanjing in der Provinz Jiangsu in Ostchina, 3. September 2024. (Xinhua/Li Bo)
TIANJIN, 15. Juli (Xinhua) -- Chinesische Forscher haben das weltweit erste bionische Nervengerät entwickelt, das es dem Gehirn hörgeschädigter Menschen ermöglicht, Schall nicht nur zu „hören“, sondern auch zu „verstehen“.
Das von Forschern der Nankai-Universität in der regierungsunmittelbaren Stadt Tianjin in Nordchina entwickelte Gerät bietet einen neuartigen Ansatz zur elektronischen Substitution und Wiederherstellung des Hörvermögens, der über herkömmliche Cochlea-Implantate hinausgeht.
„Derzeit lösen Cochlea-Implantate lediglich das Problem des ‚Hörens‘. Aufgrund ihres festen, taktgesteuerten Mechanismus und der begrenzten Anzahl von Elektroden bleiben sie jedoch in Bezug auf die zeitliche Auflösung und die Spracherkennung in komplexen akustischen Umgebungen deutlich hinter dem natürlichen Hörsystem zurück“, erklärte Xu Wentao, der die Forschungsarbeit am College of Electronic and Optical Engineering leitete, in der Pressemitteilung der Universität vom Montag.
„Unser Ziel ist es nicht nur, das System ‚hören‘ zu lassen, sondern es in die Lage zu versetzen, wirklich ‚zu verstehen‘ - das heißt, wichtige Hörinformationen genau wie ein natürlicher Nerv auszuwählen, zu verarbeiten und weiterzuleiten“, sagte Xu. Das neue Gerät stelle einen entscheidenden Schritt bei der Wiederherstellung des Hörvermögens dar, weg von der „Wiederherstellung der Wahrnehmung“ hin zum „Wiederaufbau der Funktion“.
Die Studie mit dem Titel „An artificial neuromorphic interface for auditory restoration“ wurde am 1. Juli online in der Fachzeitschrift Nature Materials veröffentlicht.
Das Hören hängt nicht allein von den Ohren ab, sondern vom Hörnerv, der wie eine „Autobahn“ fungiert und Schallsignale an das Gehirn weiterleitet. Sensorineuraler Hörverlust, eine Form der Taubheit, die durch eine Schädigung dieses Signalwegs verursacht wird, betrifft der Studie zufolge etwa drei Prozent der Weltbevölkerung.
Herkömmliche Cochlea-Implantate können Schall zwar in elektrische Signale umwandeln, sind jedoch weiterhin auf den verbleibenden Hörnerv des Patienten angewiesen, um die „letzte Meile“ der Übertragung zu bewältigen.
Sobald der Hörnerv stark beeinträchtigt ist oder fehlt, „werden selbst die fortschrittlichsten Cochlea-Implantate unwirksam“, sagte Xu. Dies sei die seit Langem bestehende Herausforderung, die sein Team mit diesem Durchbruch nun bewältigen könne.
Das neue Gerät, das als „neuromorphe Schnittstelle“ beschrieben wird und die natürlichen Kodierungsprozesse biologischer Hörnerven nachahmt, integriert Schallaufnahme, neuronale Kodierung, semantische Verarbeitung und bioelektrische Ausgabe in einen vollständigen künstlichen neuronalen Regelkreis.
Das Gerät nimmt laut dem Forschungsteam nicht nur Geräusche auf, sondern filtert, analysiert und kodiert sie auch auf eine Weise, die dem natürlichen Hörsystem ähnelt, bevor es aussagekräftige Informationen an das Gehirn weiterleitet.
„Wir werden unsere Forschung im Bereich der neuronalen Regeneration und der bionischen Intelligenz fortsetzen und intensiv daran arbeiten, unsere Kerntechnologien vom Labor in die klinische Anwendung und auf den Markt zu bringen“, sagte Xu.
„Wir hoffen, weitere Durchbrüche in den Bereichen neuronale Prothetik, intelligente Gesundheitsversorgung, Gehirn-Computer-Schnittstellen und verkörperte Intelligenz zu erzielen“, fügte Xu hinzu.
