Cochlea-Implantate: Mehr Neuroplastizität – Bessere Hörleistung?

Wie eine aktuelle Studie im Tiermodell zeigt, hängt es von der Neuroplastizität ab, wie gut ein Cochlea-Implantat (CI) das Gehör wiederherstellen kann. Die Studienergebnisse könnten die extreme Variabilität der Hörverbesserung mit CI erklären.

Während manche CI-Empfänger bereits Stunden nach Einsetzen des CI in Lage sind ein wenig Sprache zu verstehen, brauchen andere Monate oder Jahre für das Sprachverständnis. Der Mechanismus, der darüber entscheidet wie schnelle sich das Gehirn an ein CI anpasst, war bislang allerdings unklar.

Eine aktuelle Studie an Ratten ging der Frage nach, ob eine Stimulation des Locus caeruleus – eine Region im Hirnstamm, die großen Einfluss auf die Neuroplastizität hat – Auswirkungen darauf hatte, wie schnell die Ratten lernten das CI zu nutzen. Die Ergebnisse zeigen, dass innerhalb von nur drei Tagen nach Erhalt des CI Ratte, bei denen der Locus caeruleus stimuliert worden war, in der Lage waren Aufgaben zu erfüllen, für die ein akkurates Gehör nötig war. Im Gegensatz dazu brauchten Ratten ohne Stimulation im Schnitt 16 Tage, um diese Aufgaben zu erfüllen.

„Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass Unterschiede in der Neuroplastizität – insbesondere in bestimmten Bereichen des Gehirns wie etwa dem Locus caeruleus – erklären könnten, warum manche CI-Nutzer sich schneller verbessern als andere“, erklärt der leitenden Studienautor Erin Glennon, PhD von der NYU Grossman School of Medicine, New York, USA.

Bereits in einer früheren Studie hatte das Team gezeigt, dass die elektrische Stimulation des Locus caeruleus die Neuroplastizität bei Nagern erhöht und die Art und Weise wie das Hörsystem des Gehirns auf Geräusche reagiert verändert. Die neue Studie ist allerdings die erste die belegt, dass die Stimulation dieser Hirnregion das Hören bei CI-Empfängern schneller verbessert.

Für ihre Studie trainierten die Autoren normal hörende Ratten darauf, einen Knopf zu drücken, nachdem sie einen bestimmten Ton gehört hatten und den Knopf nach einem anderen Ton zu ignorieren. Nach dem Verlust des Gehörs konnten die Ratten die Aufgabe nicht mehr erfüllen. Ihnen wurden CI eingesetzt und sie wurden erneut trainiert, um die Aufgabe mit Hilfe der technischen Unterstützung durch das CI zu erfüllen.

Unter anderem zeigte die Studie, dass die Aktivität des Locus caeruleus sich stark veränderte, während die Ratten lernten mit dem CI umzugehen. Anfangs war die Region am aktivsten, wenn die Ratten Futter nach dem Hören des Tons und dem richtigen Knopfdruck bekamen. Nachdem sie gelernt hatten den Knopfdruck mit der Belohnung zu verknüpfen, war die Aktivität direkt nach dem Hören des Tons am höchsten. Je schneller diese Veränderung eintrat, desto schneller konnten die Ratten ihre Aufgabe verlässlich erfüllen.

„Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die Verbesserung der Neuroplastizität im Locus caeruleus die Effektivität von Cochlea-Implantaten verbessern und unterstützen könnet“, sagte Co-Senior-Autor und Neurowissenschaftler Robert Froemke, PhD, Skirball-Foundation-Professor für Genetik in der Abteilung für Neurowissenschaft und Physiologie an der NYU Langone. Als nächstes will das Team einen Weg zur Stimulation der Hirnregion beim Menschen finden, der keine invasive Chirurgie erfordert.

„Da es unser Ziel ist den Locus caeruleus zu aktivieren, müssen nichtinvasive Mechnismen finden, die genutzt werden könnten, um diese Hirnregion anzusteuern“, sagte Co-Senior-Autor Mario Svirsky, Svirsky, PhD. Er ist Professor in der Abteilung für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde – Kopf-Hals-Chirurgie an der NYU Langone. Svirsky möchte die aktuellen Ergebnisse mit Vorsicht verstanden wissen: Das Gehör der Ratten sei unter Verwendung einfacher Töne im Rahmen einer unkomplizierten Aufgabe untersucht worden. Menschen dagegen müssten in der Lage sein in lauter Umgebung auf nuancierte Sprachmuster zu reagieren. Deshalb brauche es weitere Erforschung verschiedener Hirnregionen, die ebenfalls beteiligt sein könnten. (ja)