Para peneliti telah mengembangkan implan batang otak pendengaran fleksibel (ABI) yang erat sesuai dengan permukaan melengkung batang otak. Teknologi ini telah berhasil menunjukkan “pendengaran prostetik” resolusi tinggi di kera.
Selama beberapa dekade terakhir, banyak orang telah mendapatkan kembali fungsi pendengaran dengan perangkat Neurotech yang paling sukses hingga saat ini: implan koklea. Tetapi bagi mereka yang saraf koklea terlalu rusak untuk implan koklea standar, alternatif yang menjanjikan adalah implan batang otak pendengaran (ABI). Sayangnya, ABIS saat ini adalah implan kaku yang tidak memungkinkan kontak jaringan yang baik. Akibatnya, dokter biasanya mematikan sebagian besar elektroda karena efek samping yang tidak diinginkan seperti pusing atau kedutan wajah yang memimpin sebagian besar pengguna ABI untuk merasakan hanya suara yang tidak jelas, dengan sedikit kejelasan bicara.
Merancang implan lembut yang benar -benar sesuai dengan lingkungan batang otak adalah tonggak penting dalam memulihkan pendengaran untuk pasien yang tidak dapat menggunakan implan koklea.
Stéphanie P. Lacour
Sekarang, tim di Laboratorium EPFL untuk antarmuka bioelektronik lunak telah berkembang a lembut, film tipis Abi. Perangkat ini menggunakan elektroda platinum skala mikrometer yang tertanam dalam silikon, membentuk array lentur hanya sebagian kecil dari tebal satu milimeter. Pendekatan baru ini, yang diterbitkan di Nature Biomedical Engineering, memungkinkan kontak jaringan yang lebih baik, berpotensi mencegah aktivasi saraf off-target dan mengurangi efek samping.
“Merancang implan lembut yang benar -benar sesuai dengan lingkungan batang otak adalah tonggak penting dalam memulihkan pendengaran bagi pasien yang tidak dapat menggunakan implan koklea. Keberhasilan kami dalam kera menunjukkan janji nyata untuk menerjemahkan teknologi ini ke klinik dan memberikan pendengaran yang lebih kaya, lebih tepat,” kata Stéphanie P. Lacour, kepala laboratorium untuk laboratorium soft Bioelectran Bioelectran.
Menyelidik “pendengaran prostetik” dengan tugas perilaku yang kompleks
Daripada hanya mengandalkan tes bedah, para peneliti menjalankan eksperimen perilaku yang luas di kera dengan pendengaran normal. Ini memungkinkan mereka untuk mengukur seberapa baik hewan itu bisa membedakan stimulasi listrik Pola seperti yang mereka lakukan dengan pendengaran akustik alami.
“Setengah tantangan akan datang dengan implan yang layak, separuh lainnya mengajar seekor binatang untuk menunjukkan kepada kita, secara perilaku, apa yang sebenarnya didengarnya,” kata Emilie Revol, penulis pertama pada dia dengan cermat melatih hewan untuk melakukan tugas diskriminasi pendengaran: “Monyet belajar untuk menekan dan melepaskan tuas untuk menunjukkan apakah nada detor adalah” yang sama “Berbagi”. “Sama “nya
“Kami kemudian memperkenalkan stimulasi dari ABI Langkah demi Langkah yang lembut, memadukannya dengan nada normal pada awalnya sehingga monyet dapat menjembatani kesenjangan antara pendengaran akustik dan prostetik,” kata Revol. “Pada akhirnya, tujuannya adalah untuk melihat apakah hewan itu dapat mendeteksi pergeseran kecil dari satu pasangan elektroda ke yang lain ketika hanya merangsang ABI lunak. Hasil kami menunjukkan bahwa hewan memperlakukan pulsa ini dengan cara yang sama seperti yang diobati dengan itu Suara asli. ”
Mengapa Array Lembut?
“Gagasan utama kami adalah memanfaatkan antarmuka bioelektronik yang lembut untuk meningkatkan kecocokan jaringan elektroda,” jelas Alix Trouillet, mantan peneliti postdoctoral di EPFL dan penulis pertama penelitian ini. “Jika array secara alami mengikuti anatomi melengkung batang otak, kita dapat menurunkan ambang stimulasi dan mempertahankan elektroda yang lebih aktif untuk pendengaran resolusi tinggi.”
ABIS konvensional bersandar pada permukaan dorsal dari inti koklea, yang memiliki jari -jari 3 mm dan bentuk yang kompleks. Elektroda yang kaku meninggalkan celah udara, yang menyebabkan penyebaran arus berlebihan dan stimulasi saraf yang tidak diinginkan. Sebaliknya, desain silikon ultra-tipis tim EPFL dengan mudah membungkuk di sekitar jaringan.
Di luar kesesuaian, pembuatan mikro fleksibel array itu berarti dikonfigurasi ulang untuk anatomi yang berbeda. “Kebebasan desain mikrolitografi sangat besar,” kata Trouillet. “Kami dapat membayangkan jumlah elektroda yang lebih tinggi atau tata letak baru yang selanjutnya memperbaiki penyetelan spesifik frekuensi. Versi kami saat ini menaungi 11 iterasi future elektroda dapat secara substansial meningkatkan angka ini.”
Meningkatkan kenyamanan dan lebih sedikit efek samping
Hasil penting dari studi kera adalah tidak adanya efek off-target yang nyata. Para peneliti melaporkan bahwa, dalam kisaran arus listrik yang diuji, hewan itu tidak menunjukkan tanda-tanda ketidaknyamanan atau kedutan otot di sekitar keluhan wajah-umum dari pengguna ABI manusia. “Monyet menekan tuas untuk memicu stimulasi itu sendiri, berkali -kali,” jelas Revol. “Jika input prostetik tidak menyenangkan, itu mungkin akan berhenti.”
Jalur ke terjemahan klinis
Meskipun temuan ini menjanjikan, jalan menuju ABI lunak yang tersedia secara komersial akan membutuhkan penelitian tambahan dan langkah -langkah peraturan. “Salah satu kemungkinan langsung adalah menguji perangkat secara intraoperatif dalam operasi ABI manusia,” kata LaCour, mencatat bahwa mitra klinis tim di Boston secara teratur melakukan prosedur ABI untuk pasien dengan kerusakan saraf koklea yang parah. “Mereka dapat secara singkat memasukkan serangkaian lunak kami sebelum implan standar untuk mengukur jika kita benar -benar mengurangi aktivasi saraf liar.”
Selain itu, setiap materi dalam implan yang ditakdirkan untuk penggunaan manusia harus tingkat medis sepenuhnya dan menunjukkan keandalan jangka panjang yang kuat. Namun para peneliti yakin, berkat tes yang menuntut yang telah ditahan perangkat: “Implan kami tetap ada pada hewan selama beberapa bulan, tanpa migrasi elektroda yang terukur,” kata Trouillet. “Itu adalah langkah maju yang kritis mengingat bagaimana standar Abis sering bermigrasi dari waktu ke waktu.”
Penelitian dengan hewan di EPFL
Proses ilmiah yang mengarah pada publikasi artikel ini melibatkan hewan laboratorium. Bahkan hari ini mungkin masih perlu dilakukan sia -sia Eksperimen untuk ahli biologi dan ilmuwan lain untuk memahami dan memodelkan proses biologis yang kompleks.
EPFL berkomitmen untuk penelitian berkualitas tinggi sambil sepenuhnya menghormati standar etika dan hukum saat ini yang mengatur penelitian yang melibatkan model hewan. Peka terhadap kesejahteraan hewan dan tanggung jawab yang dimilikinya terhadap mereka, EPFL mengimplementasikan kebijakan internal dengan aturan ketat berdasarkan prinsip -prinsip 3R: ganti, kurangi, perbaiki. Kapan pun memungkinkan, kami menggunakan metode terbaru dan paling relevan yang tidak memerlukan penggunaan hewan (pemodelan komputer, kultur sel, organoid, dll.). Kami hanya menggunakan jumlah hewan yang diperlukan sambil memastikan bahwa setiap kesusahan yang mungkin mereka alami dijaga agar tetap minimum. Proses ini diawasi dan dipantau di Swiss oleh otoritas hewan Cantonal dan federal.
Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi situs web khusus kami atau tuliskan kepada kami di [email protected]
Referensi
Trouillet, A., Revol, E., Coen, F.-V., Fallegger, F., Chanthany, A., Delacombaz, M., Colology, L., Furfaro, I., Lanz, F., Adenis, V. L., Bloch, J., Lee, DJ, Lacour, SP “SP” SPIOUTS HIRI SHIPUSTER HIDUP TINGGI PROSPHETIK DENGAN HIGHETIONAL DENGAN TINGGI PROSPHEUTE DENGAN AUDION, SP “SP” SP “SP” SP “SP” SP “SP” HIRSEUTION HIDURIK HIGHTETIK TINGGI PROSPHEUTE HIGHTICE DENGAN TINGGA TINGGI. Teknik Biomedis
