- MED-EL
- 3 Oct 2014
Sie wissen vielleicht, dass ein Cochlea-Implantat elektrische Impulse verwendet, um Schallinformationen an das Gehirn zu senden. Aber wissen Sie auch, wie die Schallinformationen beim normalen Hören an das Gehirn gesendet werden? Wie funktioniert das Ohr? Auch mit elektrischen Signalen!
Was ist dann der Unterschied zwischen den elektrischen Signalen eines Cochlea-Implantats und denen des normalen Hörens? Gibt es da überhaupt einen Unterschied?
Die Antwort lautet: Nein, eigentlich nicht. Sobald die elektrischen Signale den Hörnerv erreichen, werden sie genau gleich behandelt, egal woher sie kommen. Sie werden alle an das Gehirn weitergeleitet und als Hörsinn wahrgenommen.
Wie das Gehirn Schallinformationen empfängt
Das Gehirn und nicht das Ohr ist für die Wahrnehmung von Tönen zuständig. Die Cochlea, und eigentlich das ganze Ohr, ist dafür da, Töne in Nervensignale umzuwandeln und Schallinformationen an das Gehirn weiterzuleiten.
Beim normalen Hören beginnt alles mit Schallwellen, die Vibrationen sind. Diese Schallwellen erreichen das Ohr und versetzen das Trommelfell in Schwingung, das wiederum die winzigen Knochen des Mittelohrs in Schwingung versetzt, die diese Schallschwingungen dann in die Cochlea weiterleiten.
In der Cochlea versetzen die Schallschwingungen die Basilarmembran in Schwingung. Die Basilarmembran enthält Tausende von Haarzellen, die sich als Reaktion auf den Druck der Schallwellen bewegen. Die verschiedenen Haarzellen reagieren auf unterschiedliche Schallfrequenzen und sind wie ein Klavier angeordnet: Die Zellen an der Unterseite der Membran reagieren auf hochfrequente Töne und die an der Oberseite auf niederfrequente Töne.
Wenn die Haarzellen weit genug gedrückt werden, erzeugen sie einen winzigen elektrischen Impuls, der manchmal als Nervenimpuls bezeichnet wird und die benachbarte Nervenzelle stimuliert. Wenn eine Nervenzelle einen Nervenimpuls empfängt, gibt sie dieses elektrische Nervensignal an ihre Nachbarzelle weiter, und diese wiederum gibt das Signal an die nächste Nervenzelle weiter, die wiederum die nächste Nervenzelle stimuliert, und so weiter.
Wie weit reicht diese Linie? Es gibt Tausende dieser Haarzellen in der gesamten Cochlea, und jede von ihnen ist mit dem Hörnerv verbunden. Der Hörnerv ist eine Linie von Nervenzellen, die bis zur Hörrinde, einem Teil des Gehirns, reicht. In der Hörrinde werden diese elektrischen Nervenimpulse zu dem, was wir als Klang wahrnehmen.
So erreicht die Klanginformation das Gehirn beim normalen Hören. Was passiert, wenn diese Nervenzellen nicht richtig funktionieren? Wenn jemand aufgrund von nicht funktionierenden Haarzellen an Hörverlust leidet, gibt es verschiedene Lösungen, die helfen können, den Hörsinn wiederherzustellen.
Cochlea-Implantate: Wenn ein elektrischer Impuls = ein elektrischer Impuls
Eine dieser Lösungen ist ein Cochlea-Implantat, das die elektrischen Impulse, die die Haarzellen erzeugen, nachbilden soll. Das funktioniert, weil Nervenzellen nur Boten sind und nicht unterscheiden – wenn sie irgendeinen elektrischen Impuls erhalten, senden sie ihn weiter, ohne Fragen zu stellen.
Daher kann ein Cochlea-Implantat auch dann noch Schallinformationen senden, wenn die Haarzellen in der Cochlea nicht richtig funktionieren. Sobald die Elektrodenanordnung in die Cochlea eingeführt ist, befindet sie sich nahe genug an den Nervenzellen, um ihnen elektrische Signale zu senden. Deshalb gibt es in einer Elektrodenanordnung mehrere Kontakte: Verschiedene Kontakte befinden sich entlang der Cochlea, um die Bereiche mit elektrischen Impulsen zu versorgen, die ein breites Spektrum von Schallfrequenzen wiedergeben.
Wenn ein elektrischer Impuls von der Elektrodenanordnung gesendet wird, stimuliert er eine bestimmte Region der Nervenzellen des Hörnervs. Diese Nervenzellen leiten dann ein natürliches elektrisches Nervensignal an ihre Nachbarn weiter, und so weiter, bis sie den Hörkortex erreichen. Sobald diese elektrischen Signale also die Nervenzellen des Hörnervs erreichen, werden sie genauso behandelt, wie wenn sie von den Haarzellen der Cochlea erzeugt würden.
EAS: Zwei Wege zum gleichen Ziel
Eine weitere Möglichkeit, das Gehirn mit Klanginformationen zu stimulieren, ist die EAS, die Elektrisch Akustische Stimulation. EAS kombiniert zwei verschiedene Arten der Stimulation, die Klanginformationen an das Gehirn senden. Die erste, die elektrische Stimulation, die in einem Cochlea-Implantat zu finden ist, wird im vorigen Abschnitt beschrieben. Die zweite ist die akustische Verstärkung, wie bei einem Hörgerät, das die Schallwellen verstärkt, die dann dem Weg des normalen Hörens folgen, wie im ersten Abschnitt beschrieben.
Diese Art der dualen Stimulation ist für Personen gedacht, die nur sehr wenige funktionsfähige Haarzellen im Hochfrequenzbereich der Cochlea haben, aber einige funktionsfähige Haarzellen im Niederfrequenzbereich. Die elektrische Stimulation des Cochlea-Implantats sendet Schallinformationen an die Nervenzellen, die keine funktionstüchtigen Haarzellen haben, während die akustische Verstärkung Schallinformationen an die Haarzellen sendet, die noch funktionsfähig sind.
Da beide Stimulationsarten elektrische Impulse erzeugen, reagieren die Hörnervenzellen auf beide Arten der Stimulation in gleicher Weise. Wie beim normalen Hören leitet der Hörnerv die elektrischen Nervenimpulse an das Gehirn weiter, wo die Informationen als Klang wahrgenommen werden.
Auditorisches Hirnstammimplantat: Stimulierung des Hirnstamms
Ein ABI (Auditory Brainstem Implant) stimuliert ebenfalls die Hörzentren des Gehirns elektrisch. Es ist für Menschen gedacht, die keinen funktionstüchtigen Hörnerv haben, und wird daher direkt an den Hirnstamm angeschlossen und überspringt die Cochlea vollständig. Das bedeutet, dass die elektrischen Signale auch die Nervenzellen in der Cochlea überspringen, aber dennoch über Nervenbahnen an das Gehirn gesendet werden.
Es gibt Unterschiede zwischen einem ABI und einem Cochlea-Implantat, und sie werden unter sehr unterschiedlichen Umständen eingesetzt. Ein ABI wird am häufigsten bei retrocochleärem Hörverlust eingesetzt, der oft durch Tumore um den Hörnerv herum verursacht wird, die zu einem funktionsunfähigen Hörnerv führen. Um diese Tumore zu entfernen, wird in der Regel der Hörnerv entfernt, so dass ein Cochlea-Implantat in diesen Fällen nicht in Frage kommt.
Deshalb muss die Stimulation auf Nervenzellen gerichtet werden, die sich näher am Gehirn befinden. Eigentlich wird das Implantat auf Nervenzellen gesetzt, die Teil des Gehirns sind. Da die Nerven hier so dicht konzentriert sind, stimuliert jeder Kontakt des ABI eine viel größere Anzahl von Nervenzellen als die einzelnen Kontakte eines Cochlea-Implantats. Die elektrischen Impulse des ABI werden immer noch als Klanginformationen wahrgenommen, aber das Gehirn interpretiert diese Informationen anders als die gezielteren elektrischen Impulse eines Cochlea-Implantats.