Kinder lernen zu sprechen , hängt von Funktions Anhörung . So genannte Cochlea-Implantate ermöglichen Gehörlosen wieder durch direkte Stimulation des Hörnervs zu hören. Forscher an der Technischen Universität München ( TUM) arbeiten an der aktuellen Grenzen der Technik zu überwinden. Sie untersuchen die Umsetzung der Signale in den Gehörnerv und die anschließende neuronalen Verarbeitung im Gehirn. Mit Hilfe der Computermodelle an den TUM Hersteller von Cochlea-Implantaten entwickelt zur Verbesserung ihrer Geräte.
Intakte Anhörung ist eine Voraussetzung für das Lernen zu sprechen. Das ist , warum Kinder , die taub geboren werden, mit so genannten Cochlea-Implantate so früh wie möglich ausgestattet. Cochlea-Implantate bestehen aus einem Sprachprozessor und einem Senderspule hinter dem Ohr getragen wird, zusammen mit dem eigentlichen Implantat , eine gekapselte Mikroprozessor unter der Haut platziert , um direkt die Hörnerven über eine Elektrode mit bis zu 22 Kontakte .
Erwachsene, die ihr Gehör verloren haben, können auch von Cochlea-Implantaten profitieren. Die Geräte sind die erfolgreichsten Neuro fortgeschritten. Sie erlauben dem Patienten die das gesprochene Wort recht gut wieder zu verstehen. Aber die Grenzen der Technologie werden beim Hören von Musik , zum Beispiel, oder wenn viele Menschen sprechen auf einmal erreicht . Erste Verbesserungen werden durch die Verwendung Cochlea-Implantate in beiden Ohren realisiert .
Ein weiterer großer Entwicklungssprung wäre die Folge , wenn das räumliche Hören wieder hergestellt werden konnte . Da unsere Ohren sind ein paar Zentimeter entfernt voneinander , Schallwellen bilden einen gegebenen Quelle in der Regel erreichen ein Ohr vor dem anderen . Der Unterschied ist nur wenige Millionstel einer Sekunde , aber das ist genug für das Gehirn , um die Schallquelle zu lokalisieren. Moderne Mikroprozessoren können ausreichend schnell reagieren , aber ein Nervenimpuls dauert etwa hundertmal mehr . Um ein perfektes Zusammenspiel zu erreichen, müssen neue Strategien entwickelt werden.
Modellierung des Hörsystems
Die Wahrnehmung von Schallinformation beginnt im Innenohr . Dort Haarzellen übersetzen die mechanischen Schwingungen in sogenannten Aktionspotentialen , die Sprache von Nervenzellen. Neuronalen Schaltkreise im Hirnstamm , Mittelhirn und Zwischenhirn überträgt die Signale an den auditorischen Kortex , in dem rund 100 Millionen Nervenzellen für die Schaffung unserer Wahrnehmung von Klang verantwortlich sind. Leider ist diese " Codierung " ist noch weitgehend von der Wissenschaft zu verstehen .
"Wie Sie Implantate genauer betreiben wird Strategien, die besser auf die Informationsverarbeitung der neuronalen Schaltkreise im Gehirn sind erforderlich . Voraussetzung dafür ist ein besseres Verständnis des auditorischen Systems ", erklärt Professor Werner Hemmert , Direktor der Abteilung für Bio -Inspirierte Informationsverarbeitung, an der TUM Institut für Medizintechnik ( IMETUM ) .
Basierend auf physiologische Messungen von Nervenzellen , seine Arbeitsgruppe erfolgreich erstellt ein Computermodell von akustischen Codierung im Innenohr und die neuronale Informationsverarbeitung durch den Hirnstamm . Dieses Modell ermöglicht es den Forschern weiterzuentwickeln Kodierungsstrategien und testen sie in Experimenten an Menschen mit normalem Gehör sowie Menschen tragen Implantate.
Der schnelle Weg zu besseren Hörgeräte
Für die Hersteller von Cochlea-Implantaten Zusammenarbeit mit den TUM-Forscher , diese Modelle sind sehr vorteilhaft Auswertungstools . Vorläufige Tests am Computer führt zu enormen Zeit- und Kosteneinsparungen . " Viele Ideen können jetzt deutlich schneller getestet werden. Dann müssen nur die vielversprechendsten Prozesse in schwerfälligen Patienten Studien untersucht werden ", so Werner Hemmert . Die neuen Modelle haben daher das Potential, die Entwicklungszyklen wesentlich zu reduzieren. " Auf diese Weise werden die Patienten von einer besseren Geräten eher profitieren."