Computermodelle der neuronalen sound-Verarbeitung im Gehirn führen zu Cochlea-Implantat-Verbesserungen

Feb 21, 2020
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Computermodelle der neuronalen sound-Verarbeitung im Gehirn führen zu Cochlea-Implantat-Verbesserungen

Kinder lernen, zu sprechen davon abhängen, funktionales hören. So genannte Cochlea-Implantate lassen Gehörlose wieder hören durch das stimulieren den Hörnerv direkt. Forscher an der technischen Universität München (TUM) arbeiten an der überwindung der aktuellen Grenzen der Technologie. Sie untersuchen die Umsetzung der Signale im Hörnerv und die anschließende neuronale Verarbeitung im Gehirn. Mit Hilfe des Computers-Modelle, entwickelt an der TUM die Hersteller von Cochlea-Implantaten Verbesserung Ihrer Geräte.

Intaktes Hörvermögen ist eine Voraussetzung für das sprechen lernen. Dies ist der Grund, warum Kinder, die taub geboren sind ausgestattet mit so genannten cochlear-Implantaten so früh wie möglich. Cochlea-Implantate bestehen einem Sprachprozessor und eine Sendespule hinter dem Ohr getragen, zusammen mit dem eigentlichen Implantat, eine gekapselte Mikroprozessorsteuerung unter der Haut platziert, um direkt stimulieren den Hörnerv über eine Elektrode mit bis zu 22 Kontakten.

Erwachsenen, die Ihr Gehör verloren haben, können ebenfalls nutzen aus dem Cochlea-Implantate. Die Geräte wurden erweitert, um die erfolgreichsten neuroprothesen. Sie erlauben es, die Patienten zu verstehen, das gesprochene Wort schon wieder ziemlich gut. Aber die Grenzen der Technik erreicht sind, wenn Sie Musik hören, zum Beispiel, oder wenn viele Menschen reden auf einmal. Erste Verbesserungen realisiert werden mit Hilfe von cochlear-Implantate in beiden Ohren.

Eine weitere wichtige Entwicklung Sprung würde sich ergeben, wenn räumliches hören wieder hergestellt werden konnte. Da unsere Ohren sind nur ein paar Zentimeter auseinander, sound-Wellen-form einer bestimmten Quelle in der Regel erreichen Sie mit einem Ohr vor dem anderen. Der Unterschied ist nur ein paar Millionstel einer Sekunde, aber das ist genug für das Gehirn zu lokalisieren die Schallquelle. Moderne Mikroprozessoren können reagieren schnell genug, doch ein Nervenimpuls dauert rund hundert mal länger. Für ein perfektes zusammenspiel, neue Strategien entwickelt werden müssen.

Modellierung des auditorischen Systems

Computermodelle der neuronalen sound-Verarbeitung im Gehirn führen zu Cochlea-Implantat-Verbesserungen

Die Wahrnehmung der Klang-information beginnt im Innenohr. Dort Haarzellen übersetzen die mechanische Schwingungen in Form von so genannten aktionspotentialen, die Sprache von Nervenzellen. Neuronale Verschaltung im Hirnstamm, mesencephalon und diencephalon mittelt die Signale an das auditorische Kortex, wo sich rund 100 Millionen Nervenzellen sind verantwortlich für die Erstellung unserer Wahrnehmung von Klang. Leider ist diese „Codierung“ ist noch schlecht verstanden von der Wissenschaft.

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