N.B. Het kan zijn dat elementen ontbreken aan deze printversie.
Neurowetenschap De ‘blauwe kern’ in de hersenstam helpt zenuwcellen zich aanpassen aan de onnatuurlijke signalen van een gehoorprothese.
Door bij dove ratten met een geïmplanteerde gehoorprothese óók een gebied in de hersenstam te prikkelen, verbetert de werking van het apparaat. Amerikaanse wetenschappers vermoeden dat de stimulatie van dit cruciale gebied ervoor zorgt dat hersencellen flexibeler worden, waardoor hersennetwerken zich kunnen aanpassen aan de nieuwe manier van ‘horen’. Het nieuwe inzicht, dat woensdag werd beschreven in het wetenschappelijke tijdschrift Nature, biedt aanknopingspunten om de werking van cochleaire implantaten bij mensen te optimaliseren.
Een cochleair implantaat kan het gehoor herstellen bij zeer slechthorende mensen, bij wie het binnenoor niet goed functioneert. Maar het helpt niet bij iedereen even goed: sommige patiënten kunnen binnen een paar uur na de operatie al gesproken woorden begrijpen, maar bij velen duurt het maanden of jaren voordat ze er baat bij hebben.
Lees ook: Hij werd doof geboren en kan nu horen: ‘Anders kon ik geen babygeluiden horen’
Meest gebruikte neuroprotheses
Gewone gehoorapparaten versterken het geluid dat binnenkomt. Een cochleair implantaat werkt anders: het zet geluid om in elektrische signalen. Cochleaire implantaten zijn de meest gebruikte neuroprotheses: wereldwijd zijn er ruim 735.000 geïmplanteerd. In Nederland hebben ongeveer 8.500 mensen een cochleair implantaat, in 2019 kregen 200 kinderen en 400 volwassenen er een of twee, tijdens de pandemie lagen die aantallen wat lager.
Het implantaat wordt aangebracht in een essentieel deel van het binnenoor: het slakkenhuis (de cochlea), een opgerold buisje gevuld met vloeistof. De wand daarvan is bekleed met tienduizenden haarcellen. Bij horende mensen zetten die haarcellen vibraties – die via het trommelvlies door geluid ontstaan – om in elektrische signalen. Die gaan via de gehoorzenuw, de hersenstam en andere hersengebieden naar de auditieve hersenschors. Daar wordt de luisteraar zich bewust van het gehoorde.
Een cochleair implantaat omzeilt de haarcellen en stuurt elektrische prikkels direct naar de gehoorzenuw. Een microfoon aan de buitenkant van het oor vangt geluiden op, een processor vertaalt die in elektrische signalen, een zender stuurt die signalen naar het implantaat: een elektrode in het slakkenhuis die direct de gehoorzenuw prikkelt. De geluidswaarneming is wel anders dan die van normaal horende mensen.
Lees ook: Hoe dove muizen ineens weer zachte piepjes kunnen horen
De onderzoekers testten mini-cochleaire implantaten bij ratten. Die dieren konden aanvankelijk goed horen, en ze werden getraind om alléén bij een bepaalde toon een blokje suiker als beloning te krijgen – en niet bij zes andere tonen. Daarna maakten de onderzoekers de dieren doof met een middel dat haarcellen vernietigt. Vervolgens implanteerden ze de gehoorprotheses en probeerden ze de ratten opnieuw te trainen, maar nu met de exclusieve beloning bij een andere toon. Net als bij mensen werkte het implantaat slechts bij een deel, en varieerde de tijd die de ratten nodig hadden om de verschillende tonen goed te leren onderscheiden.
Belangrijke rol blauwe kern
Bij de dieren die snel de nieuwe taak leerden en bij wie het implantaat dus goed werkte, bleek een specifiek gebied in de hersenstam actief: de locus coeruleus, ofwel de blauwe kern. Als de Amerikanen dat gebied stimuleerden bij de ratten bij wie het implantaat niet goed werkte, leerden die ratten ineens ook binnen een paar dagen correct op de geluiden te reageren.
De blauwe kern blijkt dus een belangrijke rol te spelen bij de aanpassingen die in hersennetwerken moeten plaatsvinden om goed met de kunstmatige signalen van de prothese om te kunnen gaan. De auteurs hopen dat stimulatie van de blauwe kern een manier kan zijn om de prestaties van cochleaire implantaten bij mensen te versnellen en verbeteren, en wellicht ook van andere neuro-protheses.