Wyobraź sobie, że z trudem nadążasz za rozmowami w hałaśliwej restauracji lub w zatłoczonym biurze, a mimo to słyszysz od lekarza, że słyszysz dobrze. To frustrująca rzeczywistość osób żyjących z synaptopatią ślimakową, czyli ukrytą utratą słuchu.
Według danych szacunkowych około 34 milionów dorosłych w UE żyje z upośledzeniem słuchu. Forum Zdrowia Słuchu UE. Jednak prawdziwa skala problemu jest prawdopodobnie o wiele większa, ponieważ konwencjonalne testy słuchu w ogóle nie są w stanie wykryć synaptopatii ślimakowej.
Nie ma klinicznej diagnozy tej choroby ani zatwierdzonego leczenia, co sprawia, że wiele osób ma poważne problemy ze słuchem i nie ma możliwości uzyskania pomocy.
Ta ukryta utrata słuchu może być wyniszczająca, wyjaśniła profesor Ingeborg Dhooge, kierująca oddziałem laryngologii w szpitalu uniwersyteckim w Gandawie w Belgii. Dhooge była konsultantką kliniczną w projekcie badawczym EarDiTech, który badał to schorzenie w latach 2022-2026.
Projekt został sfinansowany przez Europejską Radę ds. Innowacji, która pomaga badaczom i innowatorom przekształcać śmiałe pomysły naukowe w rzeczywiste produkty.
„Gdziekolwiek pójdziesz, zawsze jest hałas” – powiedział Dhooge. „Kiedy idziesz na zakupy, jest hałas, gra muzyka. W pracy ludzie często pracują w biurach typu open space. To generuje dużo hałasu w tle, który zakłóca produktywność pacjentów”.
Obecne możliwości są ograniczone: nauczenie ludzi czytania z ruchu warg i skupienia się na dźwiękach mowy. Naukowcy z EarDiTech opracowali jednak test, który może wykryć ukrytą utratę słuchu i pracują nad nowym oprogramowaniem do aparatów słuchowych.
Jak słuch się psuje
W uchu wewnętrznym dźwięk jest odbierany przez maleńkie komórki włoskowate, które zamieniają drgania na sygnały nerwowe, przekazywane następnie do mózgu za pośrednictwem połączeń synaptycznych między komórkami włoskowatymi a nerwem słuchowym.
Do niedawna uważano, że utrata słuchu związana z wiekiem zaczyna się od uszkodzenia komórek włosowatych.
"
Do pewnego stopnia mogą pomóc aparaty słuchowe, ale jest to trudne, ponieważ dzięki nim wszystko staje się głośniejsze, ale niekoniecznie wyraźniejsze.
„Teraz wiemy, że pierwszym uszkodzeniem struktur słuchowych nie są komórki włoskowate, lecz w rzeczywistości synapsy łączące komórki włoskowate z mózgiem” – wyjaśnia profesor Sarah Verhulst, która kieruje laboratorium technologii słuchowych na Uniwersytecie w Gandawie.
To rozróżnienie ma znaczenie, podkreśliła Verhulst. Jako koordynatorka badań EarDiTech, rozumiała stawkę: do wykrycia dźwięku wystarczy jedna synapsa na komórkę włosową, ale do dekodowania mowy w hałaśliwym otoczeniu potrzeba wielu synaps.
Standardowym narzędziem klinicznym służącym do oceny słuchu jest audiogram, w którym pacjentom odtwarza się przez słuchawki dźwięki o różnej wysokości i głośności, a następnie prosi się ich o zasygnalizowanie, czy je słyszą.
Mierzy wydajność komórek włosowatych, ale nie mówi nic o liczbie działających synaps u pacjenta. Dlatego nie jest w stanie uchwycić trudności, z jakimi borykają się osoby z synaptopatią ślimakową w świecie rzeczywistym.
Liczenie synaps
Badanie EarDiTech polega na umieszczeniu elektrod na czole i płatkach uszu przy pomocy specjalnie zaprojektowanego bodźca dźwiękowego, który powstał na podstawie wieloletnich badań nad modelowaniem układu słuchowego.
„Zbudowaliśmy te komputerowe modele komórek włosowatych i synaps” – powiedział Verhulst. „Zasadniczo możemy symulować reakcje nerwów słuchowych lub synaps w całym modelu ślimaka. Za pomocą tej metody obliczeniowej możemy następnie sprawdzić, który bodziec słuchowy jest w stanie najskuteczniej uruchomić wszystkie synapsy jednocześnie”.
Test ma na celu wywołanie najsilniejszej możliwej odpowiedzi synaptycznej. Gdy osoba ze zdrowymi synapsami usłyszy bodziec, elektrody wykryją duży skok aktywności neuronowej. U osób z utratą synaps odpowiedź jest słabsza.
„Porównując skalę reakcji pacjenta z normalną reakcją słuchową, możemy oszacować stopień synaptopatii ślimakowej” – powiedział Verhulst.
Naukowcy zredukowali tę technologię do kompaktowego, przenośnego urządzenia. Badania kliniczne przeprowadzone na Uniwersytecie w Gandawie wykazały, że może ona identyfikować synaptopatię ślimakową w różnych grupach wiekowych.
Badanie jest proste i nie wymaga żadnej interwencji chirurgicznej, dlatego może być z łatwością wdrożone w codziennej praktyce klinicznej, dając audiologom oraz otolaryngologom i laryngologom narzędzie, którego obecnie nie mają.
Kolejnym krokiem jest uzyskanie oznakowania CE, potwierdzającego, że urządzenie spełnia unijne wymogi dotyczące sprzętu do diagnostyki medycznej. Verhulst powiedziała, że po pozyskaniu środków na ten cel, spodziewa się, że zajmie to od 18 miesięcy do 2 lat. „Myślę, że kiedy urządzenie pojawi się na rynku, laryngolodzy i szpitale będą z niego korzystać” – dodała.
Inteligentniejszy aparat słuchowy
Wykrycie ukrytej utraty słuchu to tylko połowa wyzwania. Drugą częścią jest znalezienie rozwiązania.
Standardowe aparaty słuchowe głównie wzmacniają dźwięk, co nie jest szczególnie pomocne osobom, które mają trudności z rozróżnianiem mowy w hałasie otoczenia.
„Do pewnego stopnia aparaty słuchowe mogą pomóc, ale jest to trudne, ponieważ dzięki nim wszystko staje się głośniejsze, ale niekoniecznie wyraźniejsze” – powiedział Dhooge. „Oznacza to, że pacjenci nadal mogą mieć trudności z rozróżnianiem dźwięków w hałaśliwym otoczeniu”.
Aby rozwiązać ten problem, zespół wykorzystał uczenie maszynowe do wytrenowania algorytmu programowego na dwóch modelach obliczeniowych: jeden symulował normalny słuch, a drugi symulował nieprawidłowe przetwarzanie dźwięku u osoby z synaptopatią ślimakową.
Celem było stworzenie algorytmu, który mógłby modyfikować dźwięk w sposób, który najlepiej stymulowałby synapsy, jakie pacjent nadal posiada. To poprawiłoby jego zdolność do śledzenia mowy w hałaśliwym otoczeniu.
"
Teraz wiemy, że pierwszym uszkodzeniem struktur słuchowych nie są komórki włoskowate.
Badania kliniczne wykazały wymierne korzyści u pacjentów z synaptopatią ślimakową. Zespół wykazał również, że algorytm może działać przy niskim poziomie naładowania baterii oraz na układach przetwarzających powszechnie stosowanych w aparatach słuchowych.
Teoretycznie oznacza to, że algorytm mógłby działać w aparatach słuchowych nowej generacji, a nawet w słuchawkach dousznych. Verhulst przewiduje przyszłość, w której ludzie będą mogli powiedzieć telefonowi, że chcą lepiej słyszeć, a on aktywuje ukryte oprogramowanie zapobiegające utracie słuchu w słuchawkach.
Zespół EarDiTech aktywnie poszukuje obecnie producentów sprzętu, takich jak producenci aparatów słuchowych i firm produkujących chipsety, którzy mogliby pomóc w dalszym rozwijaniu oprogramowania i przekształcaniu go w produkty, które pacjenci będą mogli faktycznie kupić.
Algorytm wykorzystuje wyniki testu CochSyn każdego pacjenta, aby dostosować dźwięk do konkretnego stopnia uszkodzenia słuchu – czego nie potrafią zrobić żadne współczesne aparaty słuchowe.
Poza kliniką
Ukryta utrata słuchu została właściwie zdiagnozowana dopiero w ostatniej dekadzie, a nadal nie wiemy, jak wiele osób jest nią dotkniętych ani jak rozwija się ona z wiekiem.
„Teraz mamy narzędzie, którego możemy użyć w klinice, aby lepiej zrozumieć skalę problemu i stopień upośledzenia pacjentów” – powiedział Dhooge. „Możemy prowadzić długoterminowe badania monitorujące pacjentów i obserwować, jak sytuacja się rozwija”.
Naukowcy mają nadzieję, że to właśnie te dowody skłonią systemy opieki zdrowotnej do podjęcia działań.
Badania w tym artykule zostały sfinansowane ze środków unijnego programu Horyzont. Poglądy respondentów niekoniecznie odzwierciedlają poglądy Komisji Europejskiej. Jeśli spodobał Ci się ten artykuł, rozważ udostępnienie go w mediach społecznościowych.
