Eine Prothese, die in der Hörschnecke sitzt

Nur wer mit beiden Ohren hört, weiß, woher ein Geräusch kommt. Um das räumliche Hören für Cochlea-Implantatträger zu verbessern, arbeiten Wiener Schallforscher jetzt eng mit US-Physiologen zusammen.

THEMENBILD: IMPLANTIERBARE HOERGERAETE
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THEMENBILD: IMPLANTIERBARE HOERGERAETE – APA

Wer das Handy läuten hört, aber nicht weiß, aus welcher Richtung, findet das vielleicht lästig. Wer nicht hört, woher ein Auto kommt, ist möglicherweise sogar in Gefahr. Fünf bis zehn Prozent der Bevölkerung leiden an einer Hörbeeinträchtigung. Nicht immer wird sie behandelt, und auch Hörhilfen und Implantate helfen nur eingeschränkt. Voraussetzung für räumliches Hören ist aber, mit beiden Ohren gut zu hören.

Schwerhörigkeit kann viele Ursachen haben. „Der Großteil der Schwerhörigen hat einen Schaden im Innenohr. Meist sind die Haarzellen beschädigt, dann kann ein Cochlea-Implantat helfen“, sagt Bernhard Laback vom Institut für Schallforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften. Laback leitet dort die Forschungsgruppe für Psychoakustik und experimentelle Audiologie.Technisch lassen sich die Vorteile des beidohrigen Hörens, also auch das räumliche Hören, aber heute noch nicht voll ausnutzen.

Die Forscher wollen die Prothesen im schneckenförmigen Teil des Innenohrs – Cochlea ist der lateinische Name für Hörschnecke – so weiterentwickeln, dass auch Personen mit Implantaten wieder räumlich hören können. Entscheidende Schritte sollen in den nächsten fünf Jahren in einer Kooperation mit der Harvard Medical School in Boston gelingen. Das National Institute of Health, das US-Gesundheitsinstitut, fördert ein soeben genehmigtes Projekt mit rund zwei Millionen Euro.

Räumliches Hören ist auch entscheidend, um Störgeräusche besser herauszufiltern, also Hörquellen zu unterdrücken und auf eine bestimmte zu fokussieren: etwa den Gesprächspartner in der U-Bahn oder auf der Cocktailparty. Wie wichtig beide Ohren für das Hören sind, lässt sich einfach testen: „Wer sich ein Ohr zuhält, merkt, dass er die Richtung, aus der Geräusche kommen, nicht mehr zuordnen kann“, so Laback.

Sehr häufig ist Lärm der Grund für schlechtes Hören: laute Musik oder wenn zu Silvester die Raketen knallen. Auch Infektionskrankheiten sind die Ursache: bei Kindern etwa Masern oder Mumps, bei Erwachsenen auch Meningitis. Oft vererben sich Hörschäden aber einfach von Eltern auf ihre Kinder.Seltener sind Unfälle. Denn das Innenohr liegt im härtesten Teil des Schädels, gut geschützt unter dem Felsenbein – nach den Zähnen das härteste Material im Körper. Auch Medikamentenvergiftungen können zu Hörschäden führen.

 

Ursache oft nicht klärbar

„Oftmals ist die Ursache für einen Hörschaden überhaupt nicht klärbar“, so Laback, der sich seit 2000 vor allem in Projekten des Österreichischen Wissenschaftsfonds FWF mit dem Thema befasst. Dabei arbeitet der Musikwissenschaftler und Toningenieur mit Medizinern und Psychologen zusammen.

Wie funktioniert das Hören bei gesunden Menschen? Die Schallwellen gelangen über die Ohrmuschel in den Gehörkanal und treffen auf das Trommelfell, das in der Frequenz des Schalls schwingt. Die Schallwelle wandert über die Gehörknöchelchen weiter in die Cochlea. Die Gänge der Hörschnecke sind mit Flüssigkeit gefüllt. Bewegt sich die Flüssigkeit, bewegen sich dadurch die Haarzellen. Sie lösen neuronale Signale aus, die wiederum der Hörnerv auffängt und an das Gehirn weiterleitet. Sind die Haarzellen defekt, fehlt das elektrische Signal – die akustischen Informationen werden nicht verarbeitet.

„Voraussetzung für ein Cochlea-Implantat ist ein intakter Hörnerv“, so Laback. Lange wurden Cochlea-Implantate nur bei völlig Tauben eingesetzt. Mittlerweile nutzt man sie immer mehr dann, wenn noch Restgehör vorhanden ist, also bei mittel- bis hochgradigen Hörschäden. Auch wenn es erst rund 400.000 Implantierte weltweit gibt: „Die Implantationszahlen steigen exponenziell“, sagt Laback. Nach Tests entscheidet der HNO-Arzt über den Eingriff, den in Österreich die Krankenkasse bezahlt.

 

Wichtig für Sprachentwicklung

Die Implantate eignen sich für Kinder und Erwachsene. Bei frühkindlicher Taubheit sollten sie jedenfalls möglichst früh eingesetzt werden. Denn das Gehör ist natürlich für die Sprachentwicklung wichtig. Sind beide Ohren betroffen, sollte der Eingriff mit möglichst geringer Zeitdifferenz erfolgen. „Sonst fokussiert das Gehirn auf ein Ohr, das dann auch später dominant bleibt.“

Bei der ungefähr zwei Stunden dauernden Operation werden Implantatteile im Innenohr und unter der Kopfhaut eingepflanzt. Außen am Kopf sitzen ein Sprachprozessor und eine Sendespule. Direkte Kabelverbindung gibt es keine, die Übertragung erfolgt magnetisch durch die Kopfhaut (siehe Lexikon).

Nun wird simuliert, was beim normalen Hören passiert: „Der Prozessor wandelt die Schallwellen in elektrische Signale um, die der Hörnerv verstehen kann“, sagt Laback. „Die Signale werden durch die Kopfhaut und weiter an die Elektroden im Innenohr übertragen.“ Jede Elektrode soll einen bestimmten Frequenzbereich abdecken, je nach Produkt werden zwölf bis 20 Elektroden eingesetzt. Ein Implantat kann das Leben einer Person völlig verändern.

Ziel von Labacks Forschungsarbeit ist es, das menschliche Hörsystem, das durch ein Cochlea-Implantat angeregt wird, besser zu verstehen. Dazu arbeiten Laback und sein Team auch eng mit der Tiroler Firma Med-El zusammen – das österreichische Unternehmen zählt zu den führenden Anbietern am Weltmarkt (siehe unten). Die Forscher bekommen die Versuchspersonen direkt von Krankenhäusern zugewiesen.

In den Tests geht es um den Zusammenhang zwischen dem Signal aus den Elektroden und der Wahrnehmung einer Person. Dazu werden den Implantatträgern Signale präsentiert und die „interaurale Zeitdifferenz“ auf eine Millionstel Sekunde genau kontrolliert: Das ist der zeitliche Unterschied zwischen dem zugewandten und dem vom Geräusch abgewandten Ohr. „Das ist entscheidend, weil es für das räumliche Hören zwei Signale braucht.“

Den Wiener Forschern steht dazu eines der international am besten ausgestatteten Hörlabors zur Verfügung: „Nur wenige haben die Ausstattung, Signale so gezielt zu kontrollieren“, sagt Laback. Einerseits wird so objektiv nachvollziehbar gemessen, andererseits werden die Probanden nach ihrer Wahrnehmung befragt. Auch Schall, der aus verschiedenen Richtungen kommt, wird gemessen. „Das ist aber schwierig, weil die Personen oft den Kopf bewegen und so die Bedingungen verändern.“

Neue Erkenntnisse soll die Arbeit der US-Kollegen bringen: „Das ist die beste Elektrophysiologie weltweit“, so Laback. Weil invasive Messungen am Menschen nicht möglich sind, testet man an Kaninchen, die eine ähnliche neuronale Signalverarbeitung haben. „Wenn wir die Effekte noch besser verstehen wollen, müssen wir mehr über die neuronalen Grundlagen wissen. Dieses Wissen lässt sich dann nutzen, um die Übertragung der räumlichen Information von Sprachsignalen zu verbessern.“ Schließlich sollen Cochlea-Implantatträger ja wieder „rundum“ gut hören.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 18.10.2014)

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