Wie das Ohr funktioniert

Sie wissen vielleicht, dass ein Cochlea-Implantat elektrische Impulse verwendet, um Schallinformationen an das Gehirn zu senden. Aber wissen Sie auch, wie diese Informationen beim normalen Hören zum Hirn geleitet werden? Wie funktioniert das Ohr? Auch hier werden elektrische Signale verwendet!

Aber was ist dann der Unterschied zwischen den elektrischen Signalen eines Cochlea-Implantats und denen beim normalen Hören? Gibt es überhaupt einen Unterschied?

Die Antwort ist: Nein, es gibt nicht wirklich einen Unterschied. Sobald die elektrischen Signale auf den Hörnerv treffen, werden sie auf die gleiche Art und Weise weiterverarbeitet, egal woher sie kommen. Beide elektrischen Signale werden an das Gehirn übermittelt und als Hören wahrgenommen.

Wie das Gehirn Schallinformationen empfängt

Es ist eher das Gehirn, und nicht die Ohren, das für das Erkennen von Schall zuständig ist. Die Cochlea – und eigentlich das gesamte Ohr – ist darauf ausgerichtet, Schall in Nervensignale umzuwandeln und Informationen an das Gehirn zu übermitteln.

Beim normalen Hören beginnt alles mit Schallwellen, genauer gesagt mit Schwingungen. Diese Schallwellen erreichen das Ohr und versetzen das Trommelfell in Schwingung. Das Trommelfell versetzt anschließend die kleinen Knochen im Mittelohr in Schwingung und genau diese Knochen leiten die Schwingungen dann in die Cochlea weiter.

In der Cochlea wird dadurch dann die Basilarmembran in Schwingung versetzt. Die Basilarmembran besteht aus Tausenden von Haarzellen, die sich als Reaktion auf den Druck der Schallwellen bewegen. Die verschiedenen Haarzellen reagieren auf verschiedene Frequenzen des Schalls und sind wie bei einem Klavier angeordnet: Zellen, die sich auf dem unteren Teil der Membran befinden, reagieren auf Töne im Hochfrequenzbereich und die am oberen Teil auf jene im Niederfrequenzbereich.

Werden die Haarzellen ausreichend bewegt, können sie einen kleinen elektrischen Impuls erschaffen, der auch Nervenimpuls genannt wird, und so die anliegenden Nervenzellen stimulieren. Wenn der Nervenimpuls die Nervenzelle erreicht, wird dieses elektrische Nervensignal an die umgebenden Nervenzellen weitergeleitet, die wiederum das Signal an die nächste Nervenzelle weiterleiten, bis alle Nervenzelle stimuliert werden.

Wie weit geht diese Stimulation? Es gibt tausende Haarzellen in der Cochlea und jede davon ist mit dem Hörnerv verbunden. Der Hörnerv ist eine Linie aus Nervenzellen, die bis zum auditiven Cortex, einem Teil des Gehirns, reicht. Im auditiven Cortex werden die elektrischen Nervenimpulse schließlich zu den uns bekannten Geräuschen umgewandelt.

So also wird Information beim normalen Hören an das Gehirn geleitet. Was passiert, wenn diese Nervenzellen nicht richtig funktionieren? Wenn jemand von Hörverlust aufgrund nicht funktionierender Haarzellen betroffen ist, gibt es verschiedene Lösungen, die es ermöglichen können, wieder zu Hören.

Cochlea-Implantat: Ein elektrischer Impuls = ein elektrischer Impuls

Eine dieser Lösungen ist ein Cochlea-Implantat, das darauf ausgerichtet ist, den elektrischen Impuls, den die Haarzellen erzeugen, nachzuahmen. Das funktioniert, weil Nervenzellen nur Übermittler sind und nicht unterscheiden — sie senden jeden elektrischen Impuls, den sie bekommen, einfach weiter.

Daher kann ein Cochlea-Implantat Informationen übermitteln, obwohl die Haarzellen in der Cochlea nicht mehr richtig funktionieren. Sobald der Elektrodenträger in die Cochlea eingeführt wurde, können elektrische Signale an die Nervenzellen gesendet werden. Darum sind mehrere Kontakte in einem Elektrodenträger: Die verschiedenen Kontakte befinden sich entlang der Cochlea, um die Bereiche, die ein breites Spektrum an Tonfrequenzen nachahmen, mit elektrischen Impulsen zu versorgen.

Wird ein elektrischer Impuls von dem Elektrodenträger gesendet, werden bestimmte Nervenzellen des Hörnervs stimuliert. Diese Nervenzellen können dann ein natürliches elektrisches Nervensignal zu ihren umliegenden Nervenzellen senden, bis schließlich der auditive Cortex erreicht wird. Sobald also diese elektrischen Signale die Nervenzellen des Hörnervs erreichen,  werden sie genau gleich behandelt wie Signale, die von den Haarzellen der Cochlea erzeugt wurden.

EAS: Zwei Wege, die zum gleichen Ziel führen

Eine weitere Möglichkeit, um das Gehirn mit Schallinformationen zu stimulieren, ist die Verwendung von EAS oder elektrisch-akustischer Stimulation. EAS kombiniert zwei verschiedene Arten der Stimulation, um Informationen an das Gehirn zu senden. Die erste Variante, die elektrische Stimulation mit Hilfe eines Cochlea-Implantats, wird oben beschrieben. Die zweite Möglichheit ist akustische Verstärkung, ähnlich wie bei einem Hörgerät werden die Schallwellen verstärkt. Anschließend folgt der gleiche Prozess wie beim normalen Hören, der bereits oben beschrieben wurde.

Diese Art der dualen Stimulation wurde für Menschen mit sehr wenigen funktionierenden Haarzellen im Hochfrequenzbereich, aber einigen funktionierenden im Niederfrequenzbereich der Cochlea konzipiert. Die elektrische Stimulation des Cochlea-Implantats sendet Schallinformationen zu den Nervenzellen mit nicht funktionierenden Haarzellen, während die akustische Verstärkung Schallinformationen zu den Haarzellen sendet, die noch funktionieren.

Da beide Arten der Stimulation elektrische Impulse erzeugen, reagiert der Hörnerv auf beide Arten genau gleich. Genau wie beim normalen Hören übermittelt der Hörnerv die elektrischen Nervenimpulse an das Gehirn, wo die Informationen dann als Töne wahrgenommen werden.

Auditorisches Hirnstammimplantat: Stimulation des Hirnstamms

Ein Hirnstammimplantat (ABI) versorgt das auditive Zentrum des Gehirns auch mit Elektrostimulation. Es ist für all jene konzipiert, die keinen funktionierenden Hörnerv haben und wird daher direkt am Hirnstamm und nicht an der Cochlea angebracht. Das bedeutet, dass die elektrischen Signale nicht über die Nervenzellen in der Cochlea an das Gehirn gesendet werden, sondern über die Nervenbahnen.

Es gibt Unterschiede zwischen einem ABI und einem CI und sie werden unter sehr verschiedenen Umständen angewendet. Ein ABI wird oft in Fällen von retrocochleärem Hörverlust, der häufig auf Tumore im Bereich des Hörnervs zurückzuführen ist, verwendet. Um diese Tumore zu entfernen, wird der Hörnerv meistens entfernt. Daher ist ein Cochlea-Implantat hier keine Option.

Die Stimulation muss dadurch an Nervenzellen durchgeführt werden, die näher am Gehirn liegen. Eigentlich wird das Implantat auf Nervenzellen platziert, die Teil des Gehirns sind. Aufgrund der hohen Anzahl an Nerven stimuliert jeder Kontakt des Hirnstammimplantats eine viel höhere Zahl an Nervenzellen als ein Kontakt eines Cochlea-Implantats. Die elektrischen Impulse eines Hirnstammimplantats werden immer noch als Schallinformation wahrgenommen, aber das Gehirn interpretiert diese Information anders als die gezielter gesetzten elektrischen Impulse eines Cochlea-Implantats.

Wenn Sie mehr Informationen zu den verschiedenen Arten von Hörverlust, bei denen diese Implantate helfen können, haben möchten, lesen Sie mehr über die verschiedenen Arten von Hörverlust. Oder, wenn Sie oder jemand, den Sie kennen, von Hörverlust betroffen ist und erfahren möchten, ob eines dieser Hörimplantat-Systeme eine Lösung sein könnte, kontaktieren Sie Ihre nächstgelegene MED-EL Vertretung oder hinterlassen Sie uns unterhalb einen Kommentar.

Sie möchten keinen Beitrag auf dem MED-EL Blog mehr verpassen? Abonnieren Sie den Blog-Newsletter und erhalten Sie die neuesten Beiträge direkt in Ihren Posteingang.