Immaginate di essere improvvisamente in grado di ascoltare e
capire le parole e il tono di una persona seduta dall'altra parte del tavolo,
in un ristorante affollato, mentre una volta tutto quello che potevate sentire
era solo un rumore assordante.
Oppure parlare al telefono senza problemi, perché adesso
le voci dall'altra parte le sentite chiare e nitide.
Gli utilizzatori di impianti cocleari, anche di vecchia
data, stanno notando questi miglioramenti spettacolari nel loro udito, grazie
al nuovo metodo di programmazione (mappaggio) sviluppato da ricercatori
dell'Università Vanderbilt.
Utilizzando questo sistema –che non richiede alcun
intervento chirurgico- ancora in attesa di brevetto, i medici dell’Università Vanderbilt sono in
grado di ottimizzare e regolare in maniera molto fine il mappaggio dell’impianto
cocleare, migliorando di molto qualità del suono e chiarezza. "Il nostro metodo di
programmazione dell’impianto cocleare può notevolmente migliorare l'udito di
una persona, anche se l'impianto è di vecchio tipo ed è stato fatto molto tempo.
Chi si è sottoposto volontario a questo nuovo mappaggio, ha detto che gli è cambiata
la vita ", afferma Benoit M. Dawant, Professore di Ingegneria alla Vanderbilt e direttore del Vanderbilt
Initiative in Surgery and Engineering (VISE)."Questo è un ottimo
esempio di collaborazione tra ingegneria e medicina così come lo intendiamo noi
in questo gruppo di ricerca”
Più di 200.000 persone in tutto il mondo portano l’impianto
cocleare, e il numero dei beneficiari di nuovi impianti sta aumentando ogni
anno in maniera esponenziale.
E la cosa notevole è che tutti questi pazienti, da
quelli nuovi a quelli che hanno fatto l’impianto cocleare molto tempo fa,
potrebbero avere un miglior ascolto con questo nuovo processo di
programmazione messo a punto dall’Università Vanderbilt.
Gli impianti cocleari sono protesi uditive per persone con
sordità grave a profonda.
Questi dispositivi utilizzano una serie di elettrodi
impiantati chirurgicamente che stimolano le vie nervose uditive (all interno) e
un processore audio (all’esterno) indossato dietro l'orecchio per fornire le sensazioni
uditive.
Anche se gli impianti cocleari sono considerati oggi lo standard di
cura il trattamento per le sordità gravi a profonde, tuttavia la qualità
dell'ascolto non è alla pari a quella delle persone con udito normale; puù
capitare che in un certo numero di persone si verifichi un recupero dell’udito
solo parziale.
Il gruppo di ricerca interdisciplinare Vanderbilt ha cercato
di migliorare sempre più i risultati sulla base del lavoro di studenti,
professori e professionisti della Vanderbilt University (Facoltà di
Ingegneria, Facoltà di Medicina, Vanderbilt University
Medical Center, e Vanderbilt Bill Wilkerson Center) . Oltre
al Prof. Dawant, il team include René H. Gifford, audiologa e assistente
professore di scienze dell'udito e linguaggio; Robert F. Labadie,
professore associato di otorinolaringoiatria e professore associato di
ingegneria biomedica, il dottorando Jack H. Noble; e poi altri
professori e assistenti di ricerca in ingegneria elettrica e informatica.
Gli impianti cocleari utilizzano da 12 a 22 elettrodi, a seconda
del produttore. Anche se gli elettrodi possono, volendo, essere visti su
una TAC, le cellule nervose che stimolano non sono facilmente identificabili
per le loro posizioni e dimensioni microscopiche (dell'ordine di un millesimo
di millimetro).
Ora, è consuetudine che tutti gli elettrodi siano accesi e
programmati per stimolare tutte le cellule nervose circostanti. Questo
approccio del tipo “one-size-fits-all” ( tutti gli elettrodi vengono accesi, per stimolare tutte le terminazioni nervose negli immediati dintorni, senza stare a sottilizzare troppo ) può portare a una scarsa comprensione quando
gli elettrodi adiacenti vanno a stimolare la stessa regione delle cellule
nervose, in quanto può esserci sovrapposizione di segnali. A complicare il tutto c’è il fatto che la struttura anatomica delle
terminazioni nervose di ogni persona è differente, e quindi ogni impianto deve essere programmato
("mappato") in un approccio globale, che richiede abbastanza tempo.
Il sistema messo a punto dalla Vanderbilt prevede diverse
fasi.
La prima fase è quella di mettere a punto un modo affidabile
per individuare con precisione le cellule nervose del “ganglio spirale” ( collegate al nervo uditivo) utilizzando
modelli appositi per mappare l’anatomia della coclea e mettendola in rapporto
con la disposizione dei singoli elettrodi.
In parole semplici, bisogna capire dove è posizionato,
rispetto alla coclea, ogni singolo elettrodo.
Il passo successivo è stato quello di sviluppare una tecnica
che sfruttasse queste informazioni per generare un piano personalizzato per il
mappaggio post-operatorio, che possa essere attuato in
quasi tutti i pazienti.
La nuova tecnica automatica utilizza TAC pre-e
post-operatorie dei pazienti per determinare la posizione degli elettrodi
impiantati, e capire dove si possono verificare sovrapposizioni di stimoli
(“overlapping”), causando interferenze nella trasmissione dei
segnali. Utilizzando insieme insieme le immagini e gli algoritmi
software, che Jack Noble ha sviluppato nella sua tesi di
dottorato, si riesce ad individuare quali elettrodi possono essere spenti senza
che ci siano perdite di informazione sonora,
cioè in pratica, senza interferenze, migliorando l’ascolto.
Un audiologo utilizza questo doppio sistema (immagini + software)
per creare una mappa personalizzata per le esigenze di ogni specifico paziente.
Il processo è completamente non invasivo, non c’è bisogno di
intervento chirurgico, e può essere realizzato in un'unica seduta.
La nuova programmazione si propone di migliorare la qualità
del suono e la Risoluzione Spettrale
"La Risoluzione
Spettrale
Questo è il Sacro Graal della ricerca sull’impianto
cocleare.
"Se si riesce a migliorare la propria risoluzione
spettrale, ovvero prendere un suono complesso e scinderlo nelle sue
componenti, bè, significa, tanto per
fare un esempio, che le voci umane in mezzo al rumore, vengono afferrate e comprese
meglio", dice Gifford.
“Per quanto possa sembrare incredibile, in questo campo non
ci sono stati miglioramenti per i pazienti impiantati, da quando è stato
introdotto il sistema di codifica CIS [un sistema di codifica]…e
questo risale al 1991."
Kelly Harris, una volontaria sorda, ha detto che la riprogrammazione del mappaggio
secondo il metodo Vanderbilt ha migliorato il suo udito così tanto, che le
sembrava come di aver rifatto l'impianto da capo.”Straordinario. Quando ho
lasciato l’ospedale, il giorno stesso in cui René mi ha rifatto il mappaggio, mi
sono subito accorta di sentire meglio. "ha detto Harris. "Prima
del nuovo mappaggio, non avevo mai saputo che il suono provenisse da una direzione precisa. Proprio ieri sera,
un amico pensava che il mio televisore stesse facendo uno strano rumore, e
invece mi ero subito accorta che quel suono stava arrivando da un'altra direzione….. mi sembra anche di sentire molto di più i suoni tenui, e anche
la musica"
Ally Sisler-Dinwiddie, audiologa, porta un doppio impianto
cocleare dal 2006. Nel suo caso, la riprogrammazione secondo il sistema
Vanfderbilt si è concentrata su come regolare il suo impianto a destra, che
prima, funzionava assai male.. "La qualità del suono generale del mio
orecchio destro non era buona, ogni volta che qualcuno parlava, mi sembrava di
ascoltare qualcuno che cercasse di parlare a bocca piena." dice
Sisler-Dinwiddie "Mentre il volume complessivo del mio orecchio destro era
sempre in equilibrio con il mio orecchio sinistro, nondimeno mancava la
freschezza e la chiarezza con la quale riuscivo a sentire con l’orecchio
sinistro"
Il progetto
attualmente continua ad accettare partecipanti volontari. Attualmente si
stanno reclutando adulti, anche se Gifford, che è anche direttore di audiologia
pediatrica e direttore del programma di Audiologia e Impianti Cocleari presso la Vanderbilt University
Harris ha detto che ha incoraggiato molte persone a provare
la riprogrammazione. "Si deve sapere che ci vuole pochissimo tempo
per fare questo riprogrammazione, se l’udito non è soddisfacente, e se non ci
sono miglioramenti, nessun problema., si torna al vecchio mappaggio. Penso che
tutti dovrebbero almeno provare, e poi, bè, io sono molto cauto sulle modifiche
delle mappe, ma se questa novità funziona a proprio vantaggio….. "
La ricerca è finanziata dal National Institute of Health,
National Institute on Deafness e altri disturbi della comunicazione e Centro
Nazionale per l'avanzamento delle scienze traslazionale (NIH / dell'NIDCD
R21DC012620, R01DC008408 e R01DC009404 grant - UL1TR000011 grant).
