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Neuroscienze Sistemi Protesici

Come sono percepiti i suoni da un orecchio bionico?

Scritto da Cecilia Di Nardi

Quanti di voi hanno sentito parlare dell’orecchio bionico?

L’orecchio bionico, cioè l’impianto cocleare, è definito dalla Food and Drug Administration (FDA) come: un dispositivo elettronico impiantabile, progettato per produrre sensazioni uditive utili ad una persona con una grave o profonda sordità neurosensoriale, stimolando elettricamente i nervi che si trovano nell’orecchio interno.

Nonostante sia tuttora sconosciuto ai più, il primo tentativo di sviluppare un impianto cocleare clinico avvenne nel 1957 con A. Djourno, un professore di fisica medica, e C. Eyries, specialista in otologia, i quali riuscirono a restaurare l’udito di un paziente sordo stimolando elettricamente le fibre nervose acustiche ancora presenti nell’orecchio interno. Questo, tuttavia, fu soltanto un risultato fortuito in quanto l’idea di partenza era quella di rimobilitare i tratti del viso del paziente, congelati a causa di una paralisi facciale. Fu poi William F. House, nel 1961, ad essere considerato l’inventore dell’impianto cocleare poiché riuscì a dimostrare come fosse pos­sibile introdurre nella coclea, attraverso la finestra rotonda, una serie di elettrodi, una scoperta determinante per l’affinamento della metodica.

Nell’immagine sottostante si può ben notare l’evoluzione delle protesi, in particolare nella prima colonna a sinistra vi è il ricevitore interno al cranio, mentre le successive figure mostrano lo sviluppo e la trasformazione del processore esterno, prima indossabile sul corpo e, successivamente, grazie alle misure ridotte, posizionato sull’orecchio.

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Grazie ai numerosi esperimenti che si susseguirono negli anni, l’impianto cocleare moderno è costituito essenzialmente di tre parti fondamentali:

  • il processore (1)
  • la bobina trasmittente e il ricevitore (2)
  • l’array di elettrodi (3)

    Componenti di un impianto cocleare moderno

    Componenti di un impianto cocleare moderno

In accordo con la Food and Drug Administration, circa 188.000 persone in tutto il mondo hanno un impianto cocleare. In Italia si stima che siano stati impiantati in circa 6000-7000 pazienti e che vengano effettuati in media 700 di questi interventi ogni anno. Inoltre, la FDA ha stabilito a 12 mesi l’età di eleggibilità per l’intervento e gli studi finora effettuati mostrano risultati percettivi e linguistici migliori nei casi impiantati precocemente.

 

E’ quindi un dispositivo impiantabile rivoluzionario, che ha consentito a molti bambini, ragazzi e adulti di poter (o tornare a) condurre una vita normale, permettendo loro di studiare, di lavorare e di interagire col prossimo.

 

Come ristabilisce la percezione uditiva?

Il processore esterno, alimentato da batterie, si occupa della decomposizione del segnale acustico in impulsi elettrici che, per mezzo della bobina trasmittente, anch’essa esterna, sono inviati al ricevitore interno con una frequenza portante variabile fra i 2 e i 5 MHz (onde radio). A questo punto, un generatore di corrente produce una corrente di stimolazione da inviare all’array di elettrodi inserito all’interno della coclea che andrà a stimolare elettricamente il nervo acustico, inviando informazioni al cervello.

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Array inserito all’interno della coclea

Tuttavia, è bene tenere conto del fatto che l’iter riabilitativo è impegnativo ed estremamente importante per una buona riuscita dell’impianto, che non si esaurisce con il solo atto chirurgico.

Ai fini di una migliore comprensione dell’argomento, può risultare interessante il video sottostante, contenente alcune registrazioni della diversa percezione delle voci da normo udenti e dai portatori della protesi:

http://www.youtube.com/watch?v=8MWiegLjSoM

 

Come è possibile constatare dal video, il suono uscente dall’impianto è ancora molto vicino ad una voce robotica, ma le parole sono ben distinte l’una dall’altra ottenendo pertanto una comprensione del parlato che risulta chiara, perlomeno in ambienti non rumorosi.

In questi ultimi anni, l’impianto di protesi cocleari ha raggiunto traguardi importanti, tuttavia molte questioni sono ancora insolute, ad esempio come perfezionare la tonalità e la qualità del suono al fine di permettere una migliore ricezione del discorso anche in condizioni ambientali non ottimali (in presenza di rumore, ecc.) o per l’ascolto della musica. Si tratta quindi di un campo ancora aperto ad innumerevoli progressi importanti che possano apportare ulteriori miglioramenti alla percezione uditiva.

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Informazioni autore

Cecilia Di Nardi

Studentessa di Ingegneria Biomedica presso l’Università degli Studi Roma Tre (corso magistrale), laureata in Ingegneria Elettronica (corso triennale).

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