Az életkor és a folyamatos zajterhelés olyan új típusú halláscsökkenést okozhat, amely a szokásos hallásvizsgálatok során rejtve maradhat, és amelyen a hagyományos hallókészülékekkel nem lehet segíteni. A Horizon, az EU kutatási és innovációs magazinja olyan algoritmusról számolt be, melyet egy kutatócsoport azért fejlesztett ki, hogy mindenkinek segítsen megkülönböztetni a beszédhangokat az erős háttérzajjal terhelt környezetben.

Forrás: Horizon

Ha egy zajos kávézóban találkozunk barátainkkal, gyakran erőlködnünk kell, hogy halljuk a beszélgetést. A kor előrehaladtával még nehezebbé válhat, hogy kivegyük, mit mond a társaságunkban lévő egy forgalmas kocsmában vagy étteremben. Ha sok minden más javulhat is az idő múlásával, az ember hallása nem.

Amikor a hallásvizsgálat sem mutatja ki a gondot

Mégis, amikor ilyenkor az emberek a rossz hallásukra panaszkodva elmennek egy vizsgálatra, gyakran azt mondják nekik, hogy nincs semmi baj. Ez azonban nem jelenti azt, hogy az emberek csak képzelték a nehézségeiket. A hallásprobléma máshol is lehet.

Az öregedés és a hangos zaj a belső fülben lévő szőrszálak, vagy idegsejtek kopását okozza. (Ezek a rendkívül érzékeny szőrsejtek alakítják át a hangrezgést elektromos kisülésekké, melyeket a hallóidegpályák továbbítanak az agy felé.) A legtöbb hallásvizsgálati teszt ezt a károsodást hivatott kimutatni. Csakhogy maga a hallóideg is károsodhat, ami csökkenti az agysejtekkel való kapcsolódási pontok számát és minőségét. Ezeket a kapcsolódási pontokat szinapszisoknak nevezzük. A halláskárosodás új fajtája, amikor a szőrsejtekhez kapcsolódó, s a hangot az agyba továbbító szinapszisok károsodnak. Ez a szinapszis-károsodás pedig a szokásos hallásvizsgálatok során elkerülheti a figyelmet.

A hangok hallókészülékkel történő felerősítése kompenzálhatja a kevesebb szőrsejtet, de kevésbé hatékony az ideg és az azt összekötő szinapszisok sérülése esetén. Egészséges hallás esetén minden egyes szőrsejt körülbelül 15 idegkapcsolattal rendelkezik, amelyek az agyba továbbítják az ingerületet.

Bár a hangok érzékeléséhez egy szinapszis is elég, a több átviteli útvonal igazán fontossá akkor válik, amikor egy zajos környezetben – például egy zsúfolt bárban, ahol fel van tekerve a zene – próbálunk ráhangolódni bizonyos hangokra.

Egy új algoritmus a zajos környezetben is segít

Mivel 15 független csatorna továbbítja ugyanazt a hangot a belső fül szőrsejtjeitől az agyba, az ember képes arra, hogy átlagolja ezt a jelet, és ki tudja küszöbölni a háttérzajt. Akinek azonban kevesebb szinapszisa van, már nehezen tudja megkülönböztetni zajos környezetben a különböző hangokat.

Ez a hallási nehézség az életkor előrehaladtával egyre nő, és hallókészülékkel sem oldható meg. Az Európai Kutatási Tanács által finanszírozott RobSpear projekt részeként a belga Genti Egyetemen kifejlesztettek egy alternatívát.  Az agyi aktivitást elektroenkefalogrammal, vagyis EEG-vel mérték, hogy diagnosztizálják a halló szinapszisok elvesztését. Ezután olyan algoritmusokat dolgoztak ki, amelyekkel a hangot a megmaradt idegkapcsolatok számára hasznos módon – például a csendes időszakok fokozásával és a hangcsúcsok élesítésével – módosítják. Az öt és fél évig tartott, tavaly zárult projekt eredményeként elkészült algoritmus a fejlesztők reményei szerint hallókészülékekben, fejhallgatókban és más eszközökben is alkalmazhat lesz, vagyis az új lehetőség nem csak a halláskárosultaknak nyújthat segítséget.

Az Egészségügyi Világszervezet európai régióját alkotó 53 országban több mint 190 millió ember él valamilyen fokú halláskárosodással. Az előrejelzések szerint ez a szám 2050-re 230 millió fölé emelkedik.

A körülöttünk működő gépek sora, a közlekedés és a szórakozás mind azzal jár, hogy az emberek sokkal több hangos zajnak vannak kitéve, mint elődeik. A szinapszis-károsodás egyre gyakoribb az új generációknál, akik folyamatosan zajos környezetben vannak, például fejhallgatót hallgatnak. Az emberek ezért mind fiatalabb korban lesznek halláskárosultak, mint a korábbi generációk.

Közel a teljesen beépített cochlea implantátum

Ma már a siket, vagy súlyosan nagyothalló emberek is kaphatnak úgynevezett cochleáris implantátumot. Ez a kis eszköz megkerüli a belső fül sérült szőrsejtjeit, és stimulálja a hallóidegeket.

A meglévő eszközökkel azonban egy külső vevőt kell a fülre rögzíteni, közel a hallóideghez, ami érzékeli a hanghullámokat, átalakítja a jeleket és továbbítja azokat a koponyacsont alá, illetve a belső fülbe beültetett részegységekhez. Az egyik legnagyobb komplikáció pedig épp az, hogy a hallókészülék külső része energiaigényes, és a felhasználóknak néha akár naponta is cserélniük kell az elemet.

De vannak más hátrányok is. A külső egységek drágák és sérülékenyek a vízzel való érintkezés, vagy bármilyen fizikai behatás okozta károsodásra. El is veszhetnek, s mivel láthatóak, gyakran megbélyegzik viselőjüket.

Az Ankarában található Közel-keleti Műszaki Egyetem biomérnöki karán hat éves munkával egy nagy teljesítményű, teljesen beültethető cochleáris implantátumot fejlesztettek ki, melyet szintén az Európai Kutatási Tanács támogatott. A tavaly lezárult FLAMENCO projekt legnagyobb kihívása az volt, hogyan lehet az akusztikai érzékelőt és az elektronikát, valamint egy megbízható áramforrást egy körülbelül ötszer öt milliméteres helyen elhelyezni.

Emellett az elektronikus áramkörnek minimális mennyiségű energiát kell fogyasztania, és az akkumulátornak öt évig vagy annál tovább kell működnie. Kivételesen innovatív ötlettel az akkumulátort a hanghullámok segítségével próbálták feltölteni, ami a hallássérült tengerimalacokon végzett laboratóriumi tesztek során végül is bevált. Az eredmény egy rendkívül alacsony energiafogyasztással bíró cochleáris implantátum lett. A közelmúltban azt is sikerült elérni, hogy az eszköz vezeték nélkül tölthető legyen, ami még kényelmesebbé teszi a felhasználók számára.

Mivel egyetemi keretek között már szinte mindent megtettek, ami lehetséges, megkezdődhet a kereskedelmi forgalomba hozatal. Ehhez a kutatók együttműködést kezdtek négy olyan vállalattal, amelyek már járatosak a cochleáris implantátumok gyártásában.