- MED-EL
- 3 okt 2014
Du kanske vet att ett cochleaimplantat använder elektriska pulser för att skicka ljudinformation till hjärnan. Men vet du hur ljudinformation skickas till hjärnan vid normal hörsel? Hur fungerar örat? Det är också med elektriska signaler!
Vänta, vad är då skillnaden mellan de elektriska signalerna från ett cochleaimplantat och de från normal hörsel? Finns det ens någon skillnad?
Svaret är: nej, inte riktigt. När de elektriska signalerna väl når hörselnerven behandlas de exakt likadant oavsett vad deras källa var. De vidarebefordras alla till hjärnan och uppfattas alla som hörselkänslan.
Hur hjärnan tar emot ljudinformation
Hjärnan, snarare än örat, är det som egentligen är ansvarig för att uppfatta ljud. Snäckan, och faktiskt hela örat, är utformad för att omvandla ljud till nervsignaler och förmedla ljudinformation till hjärnan.
Med normal hörsel börjar allt med ljudvågor, som är vibrationer. Dessa ljudvågor når örat och vibrerar trumhinnan, som i sin tur vibrerar de små benen i mellanörat och dessa ben transporterar sedan dessa ljudvibrationer in i snäckan.
I snäckan vibrerar ljudvibrationerna basilarmembranet. Basilarmembranet innehåller tusentals hårceller som rör sig som svar på trycket från ljudvågorna. Olika hårceller reagerar på olika ljudfrekvenser, och de är ordnade som ett piano: cellerna längst ner i membranet reagerar på högfrekventa ljud och cellerna längst upp reagerar på lågfrekventa ljud.
När hårcellerna trycks tillräckligt långt skapar de en liten elektrisk puls, ibland kallad nervimpuls, som stimulerar den närliggande nervcellen. När en nervcell får en nervimpuls vidarebefordrar den denna elektriska nervsignal till sin granne, och sedan vidarebefordrar grannen signalen till nästa nervcell, som stimulerar nästa nervcell, och så vidare längs linjen.
Hur långt går den här linjen? Det finns tusentals av dessa hårceller som finns över hela snäckan, och var och en av dem är ansluten till hörselnerven. Hörselnerven är en linje av nervceller som sträcker sig hela vägen till den auditiva cortexen, en del av hjärnan. Det är i hörselbarken som dessa elektriska nervimpulser blir till det som du upplever som ljud.
Det är alltså så ljudinformationen når hjärnan vid normal hörsel. Vad händer när dessa nervceller inte fungerar som de ska? När någon har en hörselnedsättning på grund av icke-fungerande hårceller finns det några olika lösningar som kan hjälpa till att återskapa hörselkänslan.
Cochleaimplantat: När en elektrisk puls = en elektrisk puls
En av dessa lösningar är ett cochleaimplantat, som är utformat för att replikera de elektriska pulser som hårcellerna skapar. Detta fungerar eftersom nervceller bara är budbärare, och de diskriminerar inte – om de tar emot någon typ av elektrisk puls skickar de den vidare utan att ställa frågor.
Därmed kan ett cochleaimplantat fortfarande sända ljudinformation, även om hårcellerna i cochlea inte fungerar som de ska. När elektrodmatrisen väl har satts in i cochlea är den tillräckligt nära nervcellerna för att kunna sända dem elektriska signaler. Det är därför det finns flera kontakter i en elektrodmatris: olika kontakter är placerade längs snäckan för att ge elektriska pulser till de områden som replikerar ett brett spektrum av ljudfrekvenser.
När en elektrisk puls sänds från elektrodmatrisen stimulerar den en riktad region av hörselnerverns nervceller. Dessa nervceller vidarebefordrar sedan en naturlig elektrisk nervsignal till sin granne, och så vidare i ledet tills de når hörselhjärnan. Så när dessa elektriska signaler når hörselnerverns nervceller behandlas de precis som om de hade skapats av snäckans hårceller.
EAS: Två vägar till samma destination
Ett annat sätt att stimulera hjärnan med ljudinformation är att använda EAS, Electric Acoustic Stimulation (elektrisk akustisk stimulering). EAS kombinerar två olika typer av stimulering som skickar ljudinformation till hjärnan. Den första, den elektriska stimulering som finns i ett cochleaimplantat, beskrivs i avsnittet precis ovan. Den andra är akustisk förstärkning, som en hörapparat, som förstärker ljudvågorna som sedan följer den normala hörselns väg som beskrivs i det första avsnittet.
Denna typ av dubbel stimulering är utformad för en person som har mycket få funktionella hårceller i det högfrekventa området av cochlean, men några funktionella hårceller i det lågfrekventa området. Cochleaimplantatets elektriska stimulering skickar ljudinformation till de nervceller som inte har fungerande hårceller, medan den akustiska förstärkningen skickar ljudinformation till de hårceller som fortfarande är funktionella.
Då dessa två typer av stimulering båda skapar elektriska pulser, reagerar hörselnerverna på båda typerna av stimulering på samma sätt. Precis som vid normal hörsel vidarebefordrar hörselnerven de elektriska nervimpulserna till hjärnan där informationen uppfattas som ljud.
Hörselhjärnstamimplantat: Stimulering av hjärnstammen
En ABI, eller Auditory Brainstem Implant, ger också elektrisk stimulering till hörselcentrumen i hjärnan. Det är utformat för personer som inte har en fungerande hörselnerver och är därför fäst direkt vid hjärnstammen och hoppar över snäckan helt och hållet. Detta innebär att dess elektriska signaler också hoppar över nervcellerna i cochlea, men skickas ändå till hjärnan med hjälp av nervbanor.
Det finns skillnader mellan ett ABI och ett cochleaimplantat, och de används under mycket olika omständigheter. Ett ABI används oftast vid retrocochleär hörselnedsättning, som ofta kan orsakas av tumörer runt hörselnerven som resulterar i en icke-fungerande hörselnerv. För att ta bort dessa tumörer avlägsnas hörselnerven vanligtvis, så ett cochleaimplantat är inte ett alternativ i dessa fall.
På grund av detta måste stimuleringen riktas mot nervceller som ligger närmare hjärnan. Egentligen placeras implantatet på nervceller som är en del av hjärnan. Eftersom nerverna här är så tätt koncentrerade stimulerar var och en av ABI:s kontakter ett mycket större antal nervceller än vad ett cochleaimplantats enskilda kontakter skulle göra. ABI:s elektriska pulser uppfattas fortfarande som ljudinformation, men hjärnan kommer att tolka denna information annorlunda än hur den skulle tolka ett cochleaimplantats mer exakt riktade elektriska pulser.