Nankai-Universität entwickelt biomimetische Hörnervenschnittstelle
Forscher der Nankai-Universität haben die weltweit erste biomimetische Hörnervenschnittstelle entwickelt, die Toninformationen ähnlich wie natürliche Hörnerven verarbeiten kann. Dies eröffnet neue Wege für die Hörwiederherstellung über traditionelle Cochlea-Implantate hinaus.
Ein Team unter der Leitung von Professor Xu Wentao an der Nankai-Universität hat erfolgreich die weltweit erste biomimetische Hörnervenschnittstelle entwickelt. Diese innovative Technologie bietet eine neuartige elektronische Alternative zur Hörwiederherstellung, insbesondere für Personen mit geschädigten oder fehlenden Hörnerven, und eröffnet einen neuen Weg jenseits herkömmlicher Cochlea-Implantate.
Sensorineurale Hörverluste betreffen fast 3 % der Weltbevölkerung. Während herkömmliche Cochlea-Implantate Schall in elektrische Signale umwandeln, sind sie darauf angewiesen, dass der verbleibende Hörnerv des Patienten Informationen an das Gehirn weiterleitet. Wenn dieser Nerv fehlt oder stark beeinträchtigt ist, fällt es selbst fortschrittlichen Implantaten schwer, funktionelles Hören wiederherzustellen.
Die Schnittstelle der Nankai-Universität integriert die Erfassung von Audiosignalen, neuromorphe Kodierung, natürliche semantische Verarbeitung und bioelektrische Signalausgabe. Sie ahmt die Schallwahrnehmung der Cochlea und die neuronalen Netze des Gehirns zur Schallfilterung und -analyse nach. Das System wandelt dann verarbeitete Informationen in biologische elektrische Impulse um und stellt eine stabile Verbindung zu lebenden Nerven her, um einen vollständigen geschlossenen Kreislauf für Schallwahrnehmung, Informationsverarbeitung und Nervenübertragung zu schaffen.
In Tierversuchen stellten taube Kaninchen mit der implantierten Schnittstelle ihre Hörfähigkeit wieder her und konnten gesprochene Befehle erkennen und entsprechende Aufgaben ausführen, wie z. B. tippen oder einen Ball treten. Dies zeigte die Fähigkeit des Systems, Informationen semantisch zu verarbeiten, wodurch es Bedeutung verstehen und in Handlungen umsetzen kann, was den Fähigkeiten natürlicher Hörnerven entspricht. Die Ergebnisse wurden in Nature Materials veröffentlicht.