Lágy auditív agytörzsi implantátum

Az elmúlt évtizedekben sok halláskárosult ember nyerte vissza hallásfunkcióit az eddigi legsikeresebb neurotechnológiai eszközzel, a cochleáris implantátummal. Azok számára azonban, akiknek a cochleáris ideg túlságosan sérült a hagyományos cochleáris implantátum beültetéséhez, ígéretes alternatíva az auditív agytörzsi implantátum (ABI; auditory brainstem implant). Sajnos a jelenlegi ABI-k merev implantátumok, amelyek nem teszik lehetővé a jó szöveti érintkezést. Ennek eredményeképpen az orvosok általában kikapcsolják az elektródák többségét az olyan nem kívánt mellékhatások miatt, mint a szédülés vagy az arcrángás, ami ahhoz vezet, hogy az ABI legtöbb felhasználója csak homályos hangokat érzékel, és emiatt az érzékelt beszédérthetőség is csekély.

A mostani tanulmány arról számolt be, hogy a kutatók egy puha, vékonyfilm ABI-t fejlesztettek. Az eszköz szilikonba ágyazott, mikrométeres mérettartományú platina elektródákat használ, amelyek egy hajlékony, mindössze a milliméter töredékének megfelelő vastagságú tömböt alkotnak. Ez az újszerű megközelítés jobb szöveti érintkezést tesz lehetővé, ami potenciálisan megakadályozza a nem szándékolt idegi aktiválást és csökkenti a mellékhatásokat. 

Az agytörzsi környezethez valóban illeszkedő puha implantátum kifejlesztése mérföldkövet jelenthet a hallás helyreállításában azon betegek számára, akik nem használhatnak cochleáris implantátumot. Az állati modellszervezeteken (makákó majmokon) elért sikereink valódi ígéretet mutatnak arra, hogy ezt a technológiát átültethetjük a klinikumba, és gazdagabb, élesebb hallást biztosíthatunk – nyilatkozta Stéphanie P. Lacour, a cikk társszerzője.

Ahelyett, hogy egyszerű sebészeti tesztekre, leletekre támaszkodtak volna, a kutatók kiterjedt viselkedési kísérleteket végeztek normál hallású makákókon. Ez lehetővé tette számukra annak mérését, hogy az állatok mennyire jól tudnak különbséget tenni az olyan elektromos stimulációs minták között, amelyek a természetes akusztikus hallást modellezték. 

A kihívás egyik fele egy alkalmazható implantátum kifejlesztése, a másik fele pedig az volt, hogy megtanítsuk az állatot viselkedéses úton megmutatni, hogy mit is hall valójában – mondja Emilie Revol, a cikk társszerzője. A kutatók aprólékosan betanították az állatokat egy hallási megkülönböztető feladat elvégzésére: a majmok megtanulták, hogy egy kar megnyomásával és elengedésével jelezzék, hogy az egymást követő hangok azonosak vagy különbözőek. 

Ezután lépésről lépésre vezettük be a lágy ABI-ból származó stimulációt, először normál hangokkal keveredve, hogy a majmok át tudják hidalni az akusztikus és a prosztetikus hallás közötti szakadékot” – fejtette ki Revol. – A végső cél az volt, hogy megnézzük, az állat képes-e érzékelni az egyik elektródapárról a másikra történő kis elmozdulásokat, amikor csak a lágy ABI-val adunk stimulust. Eredményeink azt sugallják, hogy az állat ezeket az impulzusokat majdnem ugyanúgy kezelte, mint a valódi hangokat.

A fejlesztés során a fő ötlet az volt, hogy lágy, bioelektronikus interfészekkel javítsuk az elektróda és a szövet közötti összhangot – összegzett Alix Trouillet, a tanulmány első szerzője. – Ha az eszköz természetesen követi az agytörzs ívelt anatómiáját, akkor csökkenthetjük az ingerlési küszöböt, és több aktív elektródát alkalmazhatunk a nagy felbontású, gazdag hallás érdekében.

A hagyományos ABI-k a cochleáris mag dorzális felszínén nyugszanak, amely 3 mm sugarú és igen bonyolult térbeli alakzattal rendelkezik. A merev elektródák légréseket hagynak, ami lehetővé teszi az áram terjedését és nem kívánt idegstimulációhoz vezet. Ezzel szemben az EPFL csapatának ultravékony szilikon kivitelű elektródája könnyedén körbeöleli a szövetet. Az alkalmazkodóképességen túlmenően a lágy eszköz rugalmas gyártási technológiája biztosítja, hogy az implantátum a betegek egyedi anatómiai jellemzőihez konfigurálható.

A mikrolitográfia tervezési szabadsága óriási – fejtette ki Trouillet. – Nagyobb elektródaszámot vagy új elrendezéseket is el tudunk képzelni, amelyek tovább finomítják a frekvenciaspecifikus hangolást. A jelenlegi változatunkban 11 elektróda található, a jövőbeli iterációkban azonban jelentősen növelhetjük ezt a számot.”

Bár ezek az eredmények ígéretesek, a kereskedelmi forgalomban kapható lágy ABI-ig vezető út további kutatási és szabályozási lépéseket igényel.

Az egyik közvetlen lehetőség az eszköz intraoperatív tesztelése humán ABI műtéttel – nyilatkozta Lacour, megjegyezve, hogy a kutatócsoport bostoni klinikai partnerei rendszeresen végeznek ABI-műtéteket súlyos cochleáris idegkárosodásban szenvedő betegeknél. – Rövid időre be tudnák helyezni a mi lágy eszközünket a standard implantátum előtt, hogy megmérjék, valóban csökkentjük-e az idegek akaratlan aktiválódását.

Ezen kívül az emberi felhasználásra szánt implantátum minden anyagának teljes mértékben orvosi minőségűnek kell lennie, és robusztus, hosszú távú megbízhatóságot kell mutatnia. A kutatók mégis magabiztosak, köszönhetően az igényes teszteknek, amelyeket az eszköz már kiállt:

Az implantátumunk több hónapig a helyén maradt az állatokban, és az elektródák elmozdulását sem tapasztaltuk – jegyezte meg Trouillet. – Ez fontos előrelépés, tekintettel arra, hogy a jelenlegi ABI-k esetében gyakori, hogy egy idő után elmozdulnak.

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

Soft brainstem implant offersnewhope for restoring hearing

High-resolutionprosthetic hearing with a soft auditory brainstem implant in macaques

Irodalmi hivatkozás:

Trouillet, A., et al. (2025). High-resolutionprosthetic hearing with a soft auditory brainstem implant in macaques. Nature Biomedical Engineering. doi.org/10.1038/s41551-025-01378-9.