Veel mensen profiteren van technologische ontwikkelingen. Het gebruik van een telefoon of computer maakt je leven een stuk gemakkelijker. Hoewel het soms lijkt alsof sommige mensen niet kunnen functioneren zonder hun apparaat, alsof het een deel van hun lichaam is geworden, vertrouwen andere mensen juist op apparaten om lichamelijke of zintuiglijke functies over te nemen. Een voorbeeld hiervan is een cochleair implantaat (CI). Dit is een medisch apparaatje dat wordt gebruikt om de hersenen van input te voorzien, om exact te zijn; het kan het mensen met ernstig tot zeer ernstig gehoorverlies een weer toegang tot het horen van geluid geven. In dit artikel leg ik uit hoe een cochleair implantaat werkt en wat de voordelen en uitdagingen van deze technologie zijn.
Van drukveranderingen tot elektriciteit
Om te begrijpen hoe een CI werkt, is het belangrijk meer te weten over het auditieve systeem en wat geluid eigenlijk is. Fysiek gezien is geluid drukverandering in de lucht (of een ander medium) die wordt veroorzaakt door bewegingen of trillingen van een voorwerp. Gewoonlijk kunnen wij dit geluid waarnemen omdat het oor deze drukveranderingen kan omzetten in elektrische signalen, en daarna betekenisvolle geluiden en spraak. Het auditieve signaal volgt hiervoor de volgende weg: eerst vangt de oorschelp het geluid op, dat vervolgens door de gehoorgang gaat en bij het trommelvlies aankomt. Het trommelvlies wordt in trilling gebracht door de luchtdrukveranderingen van het geluid. Dit veroorzaakt een soort kettingreactie: het trillen van het trommelvlies brengt de drie kleinste botjes van je lichaam, de gehoorbeentjes (hamer, aambeeld en stijgbeugel), achtereenvolgens in trilling, die de trilling versterken en doorgeven aan het ovale venster. Dit ovale venster maakt deel uit van het slakkenhuis, een structuur (in de vorm van een slakkenhuis zoals de naam aangeeft) gevuld met vloeistof, die dus ook trilt. Binnen het slakkenhuis liggen op hun beurt verschillende structuren, het basilair membraan, het orgaan van corti en het dekmembraan, die allemaal in beweging worden gezet. Het belangrijkste is dat de haarcellen in beweging komen, die de trillingen omzetten in elektrische signalen. In deze haarcellen zet de beweging (het buigen van de haarcellen) een reeks chemische reacties in gang die leiden tot actiepotentialen. Interessant genoeg trillen deze haarcellen niet willekeurig. Zowel hun trillingspatroon als hun intensiteit geven eigenschappen van het geluidssignaal weer. Het patroon of de plaats van de trillingen in het slakkenhuis geeft de toonhoogte van het geluid weer; dit wordt tonotopie genoemd. Deze trillingen veroorzaken elektrische signalen, actiepotentialen, die vervolgens via de gehoorzenuw naar de hersenstam worden gestuurd en van daaruit worden doorgegeven aan hogergelegen structuren in de hersenen, zoals de auditieve cortex.
Technologie schiet te hulp
Maar het kan zijn dat sommige delen van dit auditieve systeem niet goed functioneren. Voor elke stap tot aan de hersenstam is er een apparaatje waarmee het gehoor kan worden hersteld: van een hoortoestel dat inkomend geluid versterkt, tot beengeleidingsapparaten, een cochleair implantaat en een hersenstamimplantaat. Van deze toestellen is het CI, na het conventionele hoortoestel, het meest gebruikte. CI's kunnen mensen met ernstig tot zeer ernstig gehoorverlies helpen een geluidssensatie te ervaren door de gehoorzenuw in het oor rechtstreeks te stimuleren. Qua technologie bestaat het uit een externe microfoon die het geluid opvangt, een spraakprocessor die het geluid verwerkt, een zender die het signaal doorstuurt naar de geïmplanteerde ontvanger (spoel), en elektroden die in het slakkenhuis worden geplaatst. Dat klinkt geweldig, toch? Een apparaat dat bijna en volledig dove mensen weer laat horen. En dat niet alleen, indirect leidt het ook tot minder depressie, sociaal isolement, werkloosheid en meer onafhankelijkheid.
Vergeet de hersenen niet
Hoewel een CI tot geweldige resultaten kan leiden, is niet zo dat je het aan zet en alles perfect werkt. Het geluid dat door een CI wordt geproduceerd is minder genuanceerd dan het natuurlijke gehoor, omdat het door een kleine computer wordt verwerkt. Het geluid kan worden omschreven als klinkend als een robotstem. Daarom is het even wennen voordat spraak uit dit vervormde signaal kan worden begrepen. Dit toont aan dat een CI echt een BCI (Brain Computer Interface) is, het is niet alleen belangrijk om een goed apparaat te ontwikkelen, maar het staat in wisselwerking met de hersenen die zich op hun beurt moeten aanpassen aan het apparaat en omgekeerd. Gelukkig zijn er professionals, audiologen genaamd, die het apparaat fitten (afstemmen) op de behoeften van de CI gebruiker en de hen begeleiden tijdens de revalidatie. Er zijn veel verschillende instellingen, van de manier waarop geluid (en achtergrondgeluid) wordt verwerkt tot de manier waarop de gehoorzenuw wordt gestimuleerd. Maar onderzoekers proberen ook te begrijpen hoe de hersenen eigenlijk omgaan met het signaal en hoe moeizaam luisteren met een CI is. Want ook al kan iemand perfect verstaan met een CI, het kan zijn dat hij daar toch veel moeite voor moet doen.
Als u geïnteresseerd bent om meer te leren over dit onderwerp
In de podcast "Met Hertz & Ziel - de rol van cochleaire implantaten" bespreken drie Vlaamse audiologen cochleaire implantaten. Ze beschrijven bijvoorbeeld niet alleen hoe een CI werkt, maar ze bespreken ook hoe CI's het leven van sommige gebruikers hebben veranderd, waarom ze niet kunnen voorspellen hoe goed iemand met een CI zal presteren, hoe audiologen het apparaat aanpassen wanneer iemand niet in staat is om te communiceren hoe goed hij geluiden waarneemt, of wat de beslissing om al dan niet een CI te krijgen beinvloed vanuit zowel klinisch als gebruikersperspectief. https://open.spotify.com/episode/135M0GXTfEAIdY06gxFRed
Als u meer wilt weten over gehoorverlies in het algemeen: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/deafness-and-hearing-loss
Of over hoeveel het zou kosten om niets te doen tegen gehoorverlies (varieerd van 6-30 miljard voor verschillende Europese landen): https://adulthearing.com/wp-content/uploads/2019/12/Spend_to_Save_The_Ear_Foundation_2016_1-1.pdf
Auteur & Illustraties: Loes Beckers
Referenties
Goldstein, E. B. (1999). Sensation and perception (5th ed.). Brooks/Cole Pub.
