يمكن أن توفر غرسات القوقعة الصناعية تجربة الصوت لأولئك الذين يعانون من ضعف السمع ، ولكن قد تختلف النتائج – وهذا هو السبب

تعد غرسات القوقعة الصناعية من أنجح الأطراف الاصطناعية في السوق. سمحت هذه الآذان الاصطناعية لما يقرب من مليون شخص على مستوى العالم يعانون من ضعف السمع الشديد إلى العميق إما باستعادة الوصول إلى الأصوات من حولهم أو تجربة حاسة السمع لأول مرة.

ومع ذلك ، فإن فعالية غرسات القوقعة الصناعية تختلف اختلافًا كبيرًا بين المستخدمين بسبب مجموعة من العوامل ، مثل مدة فقدان السمع والعمر عند الزرع. قد يتمكن الأطفال الذين يتلقون غرسات في سن أصغر من اكتساب مهارات سمعية مماثلة لأقرانهم ذوي السمع الطبيعي.

أنا باحث أدرس تصور الملعب باستخدام غرسات القوقعة الصناعية. يمكن أن يساعد فهم آليات هذه التكنولوجيا وقيودها في إحداث تطورات وتحسينات جديدة محتملة في المستقبل.

كيف تعمل غرسة القوقعة الصناعية؟

في حالة السمع الذي يعمل بكامل طاقته ، تدخل الموجات الصوتية إلى قناة الأذن وتتحول إلى نبضات عصبية أثناء تحركها عبر الخلايا الحسية الشبيهة بالشعر في القوقعة أو الأذن الداخلية. ثم تنتقل هذه الإشارات العصبية عبر العصب السمعي خلف القوقعة إلى المناطق السمعية المركزية في الدماغ ، مما يؤدي إلى إدراك الصوت.

غالبًا ما يعاني الأشخاص المصابون بفقدان السمع الشديد إلى العميق من خلايا حسية تالفة أو مفقودة ولا يمكنهم تحويل الموجات الصوتية إلى إشارات كهربائية. تتجاوز غرسات القوقعة هذه الخلايا الشبيهة بالشعر عن طريق التحفيز المباشر للعصب السمعي بنبضات كهربائية.

تتكون غرسات القوقعة الصناعية من جزء خارجي ملفوف خلف الأذن وجزء داخلي مزروع تحت الجلد.

تقوم الوحدة الخارجية ، التي تضم ميكروفونًا ومعالجًا للإشارة وجهاز إرسال ، بالتقاط ومعالجة الموجات الصوتية من البيئة. يقوم بتقسيم الأصوات إلى نطاقات تردد مختلفة ، والتي تشبه القنوات المختلفة على الراديو ، حيث يمثل كل نطاق نطاقًا محددًا من الترددات ضمن نطاق صوتي شامل. كما أنه يستخرج معلومات حول السعة أو جهارة الصوت من كل نطاق تردد.

ثم ينقل هذه المعلومات إلى جهاز الاستقبال في الوحدة الداخلية المزروعة في القوقعة. تقوم أقطاب الوحدة الداخلية بتحفيز العصب السمعي مباشرة بنبضات كهربائية تعتمد على معلومات السعة. تنقل الأقطاب الكهربائية الموجودة في قاعدة القوقعة إشارات كهربائية تحتوي على معلومات سمعية عالية التردد بينما تنقل الأقطاب الكهربائية الموجودة في الجزء العلوي إشارات كهربائية تحتوي على معلومات منخفضة التردد إلى الدماغ ، مما يحاكي تحليل التردد في أذن تعمل بكامل طاقتها.

حيث تقصر غرسات القوقعة الصناعية

في حين أن الأشخاص الذين يستخدمون غرسات القوقعة الصناعية قادرون على اكتشاف الأصوات وإدراك الكلام في البيئات الهادئة بشكل جيد إلى حد معقول ، فإنهم غالبًا ما يواجهون صعوبة كبيرة في فهم الكلام في البيئات الصاخبة ، والاستمتاع بالموسيقى وتحديد الأصوات ، أي معرفة الاتجاه الذي يأتي منه الصوت.

إن غرسات القوقعة الصناعية محدودة بشكل أساسي بسبب ضعف قدرتها على التمييز بين ترددات الصوت ونقل التغيرات السريعة في سعة الصوت بمرور الوقت. على سبيل المثال ، تستخدم أنظمة غرسة القوقعة الصناعية الحالية 12 إلى 22 قطبًا كهربائيًا فقط لتحفيز الألياف العصبية السمعية الباقية ، في حين أن السمع الطبيعي يحتوي على 30000 ألياف عصبية سمعية لتشفير المعلومات التفصيلية حول الأصوات الواردة. علاوة على ذلك ، فإن تحفيز القطب داخل القوقعة يثير مجموعة كبيرة من الألياف العصبية السمعية دون دقة كبيرة.

هذه العوامل تؤدي إلى ضعف دقة التردد. تخيلها كطلاء بفرشاة سميكة يمكنها إظهار الشكل العام فقط دون التفاصيل الدقيقة ، أو التفاصيل الباهتة فقط.

لماذا تعمل غرسات القوقعة الصناعية بشكل أفضل بالنسبة للبعض

لا يزال من الصعب التنبؤ بدقة بأداء غرسات القوقعة الصناعية لكل مستخدم.

هناك مجموعة متنوعة من العوامل التي يمكن أن تؤثر على عدد الألياف العصبية السمعية الصحية المتاحة لنقل المعلومات الصوتية إلى الدماغ. قد يكون مستخدمو غرسة القوقعة الصناعية الذين يتمتعون ببقاء أفضل على ألياف العصب السمعي لديهم تحسينات في تمثيل التردد والتوقيت للأصوات التي يمثلها التحفيز الكهربائي ، مما قد يؤدي إلى تحسين إدراك الكلام والنغمة.

الصحة العصبية ليست العامل الوحيد الذي يساهم في التباين في فعالية غرسة القوقعة الصناعية. وجدت دراسة أجريت عام 2012 على 2251 من مستخدمي غرسة القوقعة الصناعية أن التعرف على الكلام يختلف اختلافًا كبيرًا ، ويمكن تفسير 22٪ فقط من الاختلاف من خلال عوامل إكلينيكية مثل طول الخبرة مع الزرع وسبب فقدان السمع. علاوة على ذلك ، من الصعب إجراء تقييم مباشر لتأثيرات البقاء العصبي على أداء غرسات القوقعة الصناعية. يشير هذا إلى أن العوامل الأخرى تلعب أيضًا دورًا في تحديد نجاح التعرف على الكلام باستخدام غرسات القوقعة الصناعية.

على سبيل المثال ، وجدت الأبحاث أن المهارات المعرفية مثل الذاكرة العاملة يمكن أن تؤثر على مدى قدرة الشخص على فهم الكلام بعد الانغراس. تزيد غرسات القوقعة الصناعية من الحمل المعرفي ، أو مقدار الجهد الذهني المطلوب لأداء مهمة ، حيث أن جودة الصوت التي يسمعها المستخدمون غالبًا ما تكون أقل من السمع الطبيعي. قد تؤثر الشيخوخة أيضًا سلبًا على مهارات المعالجة المعرفية ، بما في ذلك نقص الانتباه وسرعة المعالجة البطيئة في مهام الاستماع.

علاوة على ذلك ، لا تصل معظم مصفوفات أقطاب الغرسة إلى الجزء العلوي من القوقعة حيث يتم نقل المعلومات منخفضة التردد في حاسة السمع الطبيعية. يؤدي هذا إلى عدم التطابق بين الترددات التي تنقلها الغرسة وتلك الخاصة بالسمع الطبيعي ، مما يؤدي إلى انخفاض جودة الصوت.

تحسين غرسات القوقعة الصناعية

يبحث العلماء في عدد من الطرق المحتملة لتحسين فعالية غرسات القوقعة الصناعية.

سماع الصوت من خلال التحفيز الكهربائي هو تجربة جديدة لأولئك الذين اعتادوا على السمع دون زراعة. يمكن أن تساعد تمارين التدريب السمعي على تعريف المستخدمين بهذا الشكل الجديد من السمع وقد تعزز أيضًا إدراك الكلام والموسيقى بشكل عام. ومع ذلك ، حتى مع التدريب ، قد لا تقوم غرسات القوقعة الصناعية التقليدية بتكرار التجربة الغنية للسمع الطبيعي بشكل كامل.

يدرس الباحثون الاستخدام المحتمل للحزم الضوئية بدلاً من النبضات الكهربائية للحصول على دقة تردد أفضل. يتم ذلك عن طريق التعديل الجيني لألياف العصب السمعي لجعلها حساسة للضوء. نظرًا لأن حزم الضوء قادرة على تحفيز الخلايا العصبية السمعية بشكل أكثر انتقائية مقارنة بالنبضات الكهربائية ، فقد ينتج عن هذا التكتيك معلومات تردد أكثر دقة. يهدف فريق البحث وراء هذا النهج إلى بدء المسارات السريرية في عام 2026.

تتضمن طريقة أخرى إدخال أقطاب كهربائية مباشرة في ألياف العصب السمعي بدلاً من القوقعة. من خلال زيادة عدد الأقطاب الكهربائية المتاحة ، قد تعزز هذه الاستراتيجية تردد الصوت ومعلومات توقيت الغرسة ، وتحسن فهم الكلام في البيئات الصاخبة وإدراك الموسيقى.

أخيرًا ، يستخدم تطور آخر التحفيز المغناطيسي لنقل المعلومات الصوتية عبر لفائف دقيقة صغيرة قابلة للزرع. يسمح هذا النهج بأنماط تحفيز أكثر دقة من التنشيط الكهربائي الواسع النطاق للأقطاب الكهربائية التقليدية ، مما قد يؤدي إلى تمثيل أصوات أكثر دقة.

قد يوفر البحث عن التقنيات الجديدة حلولًا لزيادة تحسين تجربة السمع لأولئك الذين يعانون من ضعف السمع.