- MED-EL
- 3 Oct 2014
Możesz wiedzieć, że implant ślimakowy wykorzystuje impulsy elektryczne do przesyłania informacji dźwiękowych do mózgu. Ale czy wiesz, w jaki sposób informacje dźwiękowe są wysyłane do mózgu w normalnym słuchu? Jak działa ucho? Również za pomocą sygnałów elektrycznych!
Poczekaj, jaka jest różnica między sygnałami elektrycznymi z implantu ślimakowego a tymi z normalnego słuchu? Czy w ogóle jest jakaś różnica?
Odpowiedź brzmi: nie, nie bardzo. Kiedy sygnały elektryczne dotrą do nerwu słuchowego, są traktowane dokładnie tak samo, bez względu na to, co było ich źródłem. Wszystkie są przekazywane do mózgu i wszystkie są odbierane jako zmysł słuchu.
Jak mózg odbiera informacje dźwiękowe
Mózg, a nie ucho, jest tym, co naprawdę odpowiada za odbiór dźwięków. Ślimak, a właściwie całe ucho, ma za zadanie przekształcać dźwięki w sygnały nerwowe i przekazywać informacje dźwiękowe do mózgu.
W przypadku normalnego słyszenia wszystko zaczyna się od fal dźwiękowych, które są wibracjami. Te fale dźwiękowe docierają do ucha i wprawiają w drgania bębenek, który z kolei wprawia w drgania drobne kosteczki ucha środkowego, które następnie przenoszą te drgania do ślimaka.
W ślimaku drgania dźwiękowe wprawiają w drgania błonę podstawną. Błona podstawna zawiera tysiące komórek włoskowatych, które poruszają się w odpowiedzi na ciśnienie z fal dźwiękowych. Różne komórki włoskowate reagują na różne częstotliwości dźwięku, i są one ułożone jak fortepian: komórki na dole błony reagują na dźwięki o wysokiej częstotliwości, a te na górze reagują na dźwięki o niskiej częstotliwości.
Gdy komórki włoskowate są popychane wystarczająco daleko, tworzą mały impuls elektryczny, czasami nazywany impulsem nerwowym, który stymuluje sąsiednią komórkę nerwową. Kiedy komórka nerwowa odbiera impuls nerwowy, przekazuje ten elektryczny sygnał nerwowy do swojego sąsiada, a następnie jego sąsiad przekazuje sygnał do następnej komórki nerwowej, która stymuluje następną komórkę nerwową, i tak dalej w dół linii.
Jak daleko sięga ta linia? W całym ślimaku znajdują się tysiące takich komórek włoskowatych, a każda z nich jest połączona z nerwem słuchowym. Nerw słuchowy to linia komórek nerwowych, która sięga aż do kory słuchowej, części mózgu. To właśnie w korze słuchowej te elektryczne impulsy nerwowe stają się tym, czego doświadczasz jako dźwięku.
Więc w ten sposób informacja o dźwięku dociera do mózgu w normalnym słuchu. Co się dzieje, gdy te komórki nerwowe nie funkcjonują prawidłowo? Jeśli ktoś ma ubytek słuchu spowodowany niedziałającymi komórkami włosowymi, istnieje kilka różnych rozwiązań, które mogą pomóc odtworzyć zmysł słuchu.
Implanty ślimakowe: When an Electrical Pulse = an Electrical Pulse
Jednym z tych rozwiązań jest implant ślimakowy, który jest zaprojektowany tak, aby replikować impulsy elektryczne, które tworzą komórki włosowe. To działa, ponieważ komórki nerwowe są tylko przekaźnikami i nie dyskryminują – jeśli otrzymują jakikolwiek rodzaj impulsu elektrycznego, wysyłają go dalej bez zadawania pytań.
Dlatego implant ślimakowy może nadal wysyłać informacje dźwiękowe, nawet jeśli komórki włoskowate w ślimaku nie funkcjonują prawidłowo. Kiedy układ elektrod zostanie umieszczony w ślimaku, znajduje się na tyle blisko komórek nerwowych, że może wysyłać do nich sygnały elektryczne. Dlatego też w zestawie elektrod znajduje się wiele kontaktów: różne kontakty są rozmieszczone wzdłuż ślimaka, aby dostarczyć impulsy elektryczne do obszarów, które odtwarzają szeroki zakres częstotliwości dźwięku.
Gdy impuls elektryczny jest wysyłany z zestawu elektrod, stymuluje on docelowy region komórek nerwowych nerwu słuchowego. Te komórki nerwowe następnie przekazują naturalny elektryczny sygnał nerwowy do swoich sąsiadów, i tak dalej w dół linii, aż dotrą do kory słuchowej. Tak więc, gdy te sygnały elektryczne docierają do komórek nerwowych nerwu słuchowego, są traktowane dokładnie tak, jak gdyby były tworzone przez komórki włosowate ślimaka.
EAS: Dwie drogi do tego samego celu
Innym sposobem stymulacji mózgu informacjami dźwiękowymi jest użycie EAS, czyli Elektrycznej Stymulacji Akustycznej. EAS łączy w sobie dwa różne rodzaje stymulacji, które wysyłają informacje dźwiękowe do mózgu. Pierwszy z nich, stymulacja elektryczna, która występuje w implantach ślimakowych, została opisana w rozdziale powyżej. Drugi to wzmocnienie akustyczne, jak w aparatach słuchowych, które wzmacnia fale dźwiękowe, które następnie podążają drogą normalnego słyszenia, jak opisano w pierwszej sekcji.
Ten typ podwójnej stymulacji jest przeznaczony dla osób, które mają bardzo mało funkcjonalnych komórek włosowych w regionie wysokiej częstotliwości ślimaka, ale kilka funkcjonalnych komórek włosowych w regionie niskiej częstotliwości. Elektryczna stymulacja implantu ślimakowego wysyła informacje dźwiękowe do komórek nerwowych, które nie mają funkcjonujących komórek włosowych, podczas gdy wzmocnienie akustyczne wysyła informacje dźwiękowe do komórek włosowych, które są nadal funkcjonalne.
Ponieważ te dwa rodzaje stymulacji tworzą impulsy elektryczne, słuchowe komórki nerwowe reagują na oba rodzaje stymulacji w ten sam sposób. Podobnie jak w przypadku normalnego słuchu, nerw słuchowy przekazuje impulsy elektryczne do mózgu, gdzie informacje są odbierane jako dźwięk.
Auditory Brainstem Implant: Stymulacja pnia mózgu
An ABI, lub Auditory Brainstem Implant, zapewnia również stymulację elektryczną do ośrodków słuchowych mózgu. Jest on przeznaczony dla osób, które nie mają funkcjonalnego nerwu słuchowego, dlatego jest przymocowany bezpośrednio do pnia mózgu i całkowicie omija ślimak. Oznacza to, że jego sygnały elektryczne również omijają komórki nerwowe w ślimaku, ale nadal są wysyłane do mózgu za pomocą dróg nerwowych.
Istnieją różnice pomiędzy ABI a implantem ślimakowym, i są one używane w bardzo różnych okolicznościach. ABI jest najczęściej stosowany w przypadku niedosłuchu ślimakowego, który często może być spowodowany przez guzy wokół nerwu słuchowego, co powoduje niefunkcjonowanie nerwu słuchowego. Aby usunąć te guzy, nerw słuchowy jest zwykle usuwany, więc implant ślimakowy nie jest opcją w tych przypadkach.
Z tego powodu, stymulacja musi być skierowana na komórki nerwowe, które są bliżej mózgu. Właściwie, implant jest umieszczany na komórkach nerwowych, które są częścią mózgu. Ponieważ nerwy są tu tak gęsto skoncentrowane, każdy z kontaktów ABI stymuluje znacznie większą liczbę komórek nerwowych niż pojedyncze kontakty implantu ślimakowego. Impulsy elektryczne z ABI są nadal odbierane jako informacje dźwiękowe, ale mózg będzie interpretował te informacje w inny sposób niż impulsy elektryczne implantu ślimakowego, które są bardziej precyzyjnie ukierunkowane.