- MED-EL
- 3 Oct 2014
Forse sapete che un impianto cocleare utilizza impulsi elettrici per inviare informazioni sonore al cervello. Ma, sapete come le informazioni sonore vengono inviate al cervello nell’udito normale? Come funziona l’orecchio? Anche con segnali elettrici!
Aspetti, allora qual è la differenza tra i segnali elettrici di un impianto cocleare e quelli dell’udito normale? C’è una differenza?
La risposta è: no, non proprio. Una volta che i segnali elettrici raggiungono il nervo uditivo, sono trattati esattamente allo stesso modo, indipendentemente dalla loro fonte. Sono tutti trasmessi al cervello, e sono tutti percepiti come il senso dell’udito.
Come il cervello riceve le informazioni sonore
Il cervello, piuttosto che l’orecchio, è il vero responsabile della percezione dei suoni. La coclea, e in realtà l’intero orecchio, è progettato per convertire i suoni in segnali nervosi e trasmettere le informazioni sonore al cervello.
Con l’udito normale tutto inizia con le onde sonore, che sono vibrazioni. Queste onde sonore raggiungono l’orecchio e fanno vibrare il timpano, che a sua volta fa vibrare le piccole ossa dell’orecchio medio e queste ossa portano poi queste vibrazioni sonore nella coclea.
Nella coclea, le vibrazioni sonore fanno vibrare la membrana basilare. La membrana basilare contiene migliaia di cellule ciliate che si muovono in risposta alla pressione delle onde sonore. Diverse cellule ciliate rispondono a diverse frequenze del suono, e sono disposte come un pianoforte: le cellule nella parte inferiore della membrana rispondono ai suoni ad alta frequenza e quelle nella parte superiore rispondono ai suoni a bassa frequenza.
Quando le cellule ciliate sono spinte abbastanza lontano, creano un piccolo impulso elettrico, talvolta chiamato impulso nervoso, che stimola la cellula nervosa vicina. Quando una cellula nervosa riceve un impulso nervoso, trasmette questo segnale nervoso elettrico al suo vicino, e poi il suo vicino trasmette il segnale alla cellula nervosa successiva, che stimola la cellula nervosa successiva, e così via lungo la linea.
Quanto si estende questa linea? Ci sono migliaia di queste cellule ciliate in tutta la coclea, e ognuna di esse è collegata al nervo acustico. Il nervo uditivo è una linea di cellule nervose che arriva fino alla corteccia uditiva, una parte del cervello. È nella corteccia uditiva che questi impulsi nervosi elettrici diventano ciò che si sperimenta come suono.
Quindi, ecco come le informazioni sonore raggiungono il cervello nell’udito normale. Cosa succede quando queste cellule nervose non funzionano correttamente? Quando qualcuno ha una perdita dell’udito dovuta a cellule ciliate non funzionanti, ci sono alcune soluzioni diverse che possono aiutare a replicare il senso dell’udito.
Impianti cocleari: Quando un impulso elettrico = un impulso elettrico
Una di queste soluzioni è un impianto cocleare, che è progettato per replicare gli impulsi elettrici che le cellule ciliate creano. Questo funziona perché le cellule nervose sono solo messaggeri, e non discriminano – se ricevono qualsiasi tipo di impulso elettrico lo inviano senza fare domande.
Quindi, un impianto cocleare può ancora inviare informazioni sonore, anche se le cellule ciliate nella coclea non funzionano correttamente. Una volta che l’array di elettrodi è inserito nella coclea, è abbastanza vicino alle cellule nervose da poter inviare loro segnali elettrici. Ecco perché ci sono più contatti in un array di elettrodi: diversi contatti sono situati lungo la coclea per fornire impulsi elettrici alle aree che replicano una vasta gamma di frequenze sonore.
Quando un impulso elettrico viene inviato dall’array di elettrodi, stimola una regione mirata delle cellule nervose del nervo uditivo. Queste cellule nervose trasmettono poi un segnale nervoso elettrico naturale al loro vicino, e così via lungo la linea fino a raggiungere la corteccia uditiva. Quindi, una volta che questi segnali elettrici raggiungono le cellule nervose del nervo uditivo, vengono trattati esattamente come se fossero creati dalle cellule ciliate della coclea.
EAS: due strade per la stessa destinazione
Un altro modo per stimolare il cervello con informazioni sonore è usare l’EAS, o stimolazione acustica elettrica. EAS combina due diversi tipi di stimolazione che inviano informazioni sonore al cervello. Il primo, la stimolazione elettrica che si trova in un impianto cocleare, è descritto nella sezione appena sopra. Il secondo è l’amplificazione acustica, come un apparecchio acustico, che amplifica le onde sonore che poi seguono il percorso dell’udito normale come descritto nella prima sezione.
Questo tipo di doppia stimolazione è progettato per qualcuno che ha poche cellule ciliate funzionali nella regione ad alta frequenza della coclea, ma alcune cellule ciliate funzionali nella regione a bassa frequenza. La stimolazione elettrica dell’impianto cocleare invia informazioni sonore alle cellule nervose che non hanno cellule ciliate funzionanti, mentre l’amplificazione acustica invia informazioni sonore alle cellule ciliate che sono ancora funzionali.
Perché questi due tipi di stimolazione creano entrambi impulsi elettrici, le cellule nervose uditive reagiscono ad entrambi i tipi di stimolazione nello stesso modo. Proprio come nell’udito normale, il nervo uditivo trasmette gli impulsi nervosi elettrici al cervello, dove le informazioni vengono percepite come suono.
Impianto uditivo al tronco encefalico: Stimolare il tronco encefalico
Anche un ABI, o impianto di tronco encefalico uditivo, fornisce una stimolazione elettrica ai centri uditivi del cervello. È progettato per gli individui che non hanno un nervo uditivo funzionale, e quindi è collegato direttamente al tronco cerebrale e salta completamente la coclea. Questo significa che i suoi segnali elettrici saltano anche le cellule nervose nella coclea, ma sono ancora inviati al cervello utilizzando percorsi nervosi.
Ci sono differenze tra un ABI e un impianto cocleare, e sono utilizzati in circostanze molto diverse. Un ABI è più spesso usato nei casi di perdita dell’udito retrococleare, che spesso può essere causata da tumori intorno al nervo uditivo con conseguente non funzionamento del nervo uditivo. Per rimuovere questi tumori, il nervo uditivo è di solito rimosso, quindi un impianto cocleare non è un’opzione in questi casi.
A causa di questo, la stimolazione deve essere diretta alle cellule nervose che sono più vicine al cervello. In realtà, l’impianto è posto su cellule nervose che fanno parte del cervello. Poiché i nervi qui sono così densamente concentrati, ciascuno dei contatti dell’ABI stimola un numero molto più grande di cellule nervose rispetto ai singoli contatti di un impianto cocleare. Gli impulsi elettrici dell’ABI sono ancora percepiti come informazioni sonore, ma il cervello interpreta queste informazioni in modo diverso da come interpreterebbe gli impulsi elettrici più precisamente mirati di un impianto cocleare.