Более трех десятилетий назад ученые преследовали радикальную тогда идею имплантации крошечных электронных слуховых аппаратов во внутреннее ухо, чтобы помочь глухим людям. Еще более смелая альтернатива, обещавшая превосходные результаты – имплантация устройства непосредственно в слуховой нерв – была сочтена слишком сложной, учитывая современные технологии.
Однако теперь ученые показали на животных, что можно имплантировать крошечный ультратонкий электродный массив в слуховой нерв, который может успешно передавать широкий диапазон звуков в мозг. Исследования проводились в Исследовательском институте слуха Кресдж при Мичиганском университете.
Если эта идея будет реализована в дальнейших исследованиях на животных и людях, у глубоко и серьезно глухих людей будет другой вариант, который позволит им слышать низкие звуки, распространенные в речи, разговаривать в шумной комнате, определять высокие и низкие голоса и ценить музыку. – области, где имплантаты улитки хоть и полезны, но имеют значительные ограничения.
«Практически по всем параметрам они работают лучше, чем кохлеарные имплантаты», – говорит исследователь UM John C. Миддлбрукс. Он провел исследование, запрошенное Национальным институтом здравоохранения, для переоценки потенциала имплантатов слухового нерва. Миддлбрукс – профессор отоларингологии и биомедицинской инженерии в Медицинской школе Университета Мидлбрукс. Он сотрудничал с Расселом Л. Снайдер из Калифорнийского университета в Сан-Франциско и Университета штата Юта. Они стали соавторами статьи о результатах в июньском номере журнала Ассоциации исследований в области отоларингологии.
Возможные имплантаты слухового нерва, вероятно, подойдут тем же людям, которые сегодня являются кандидатами на кохлеарные имплантаты: глубоко глухим, кто вообще не слышит, и сильно глухим, чья слуховая способность значительно снижена. Кроме того, исследования на животных показывают, что имплантация устройств мало влияет на нормальный слух, предлагая возможность восстановления чувствительности к высоким частотам, сохраняя при этом низкочастотный слух.
Миддлбрукс считает, что низкое энергопотребление имплантатов слухового нерва может привести к разработке полностью имплантируемых устройств. Это было бы улучшением по сравнению с внешним речевым процессором и батарейным блоком, которые пользователи кохлеарных имплантатов должны носить и часто должны заряжать ежедневно.
По его словам, если первоначальный успех на животных подтвердится в ходе дальнейших испытаний, до имплантата слухового нерва человека, вероятно, потребуется 5-10 лет.
В своих экспериментах исследователи использовали кошек, выведенных для лабораторного использования. Они измерили обработку слуховых сигналов мозгом в нормальных условиях, затем сравнили реакцию мозга глухих животных на звуки с помощью кохлеарных имплантатов, а затем имплантатов прямого слухового нерва. В этих измерениях использовалась технология нейронного мониторинга, разработанная ранее в U-M. Ученые обнаружили, что их чувствительный 16-электродный микрочип дал несколько преимуществ по сравнению с кохлеарными имплантатами.
Кохлеарные имплантаты, одобренные Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов в 1984 г., принесли большую пользу людям с тяжелой глухотой. За последние два десятилетия во всем мире было выполнено более 100000 имплантатов, в том числе более 1000 в U-M.
Как и новое устройство, кохлеарные имплантаты представляют собой небольшие наборы электродов, которые принимают сигналы от внешнего звукового процессора… Они предназначены для стимуляции слухового нерва и других клеток, чтобы вызвать ощущение слуха. Но их расположение, отделенное от волокон слухового нерва жидкостью и костной стенкой, является ограничением.
«Доступ к определенным нервным волокнам притуплен», – говорит Миддлбрукс. «Эффект похож на разговор с кем-то через закрытую дверь.”
Благодаря новой процедуре интраневральной стимуляции этот эффект устраняется, а также есть другие технические преимущества. «Тесный контакт массива с нервными волокнами обеспечивает более точную активацию волокон, передающих определенные частоты, снижает требования к электрическому току и значительно снижает помехи между электродами при одновременной стимуляции», – говорит Миддлбрукс.
Миддлбрукс поговорил с хирургами U-M по отоларингологии о хирургических подходах к людям и работает с биомедицинскими инженерами U-M над интраневральным устройством, которое может оставаться на месте и подвергаться дальнейшим испытаниям на животных в течение следующих двух лет. Необходимо со временем изучить устройства, чтобы убедиться, что слуховой нерв переносит их безопасно.
«Если наша работа и дальше будет идти очень хорошо, мы можем начать испытания на людях не менее чем через пять лет», – говорит Миддлбрукс.
Такое устройство может быть использовано в первую очередь у людей, улитки которых заполнены костью и поэтому не подходят для кохлеарного имплантата, или у людей, у которых кохлеарные имплантаты больше не эффективны.
Университет Мичигана подал заявку на патент на процедуру. Через свой Офис трансфера технологий он ищет партнера по коммерциализации, чтобы помочь вывести технологию на рынок.
Источник: Система здравоохранения Мичиганского университета