Скритата загуба на слуха засяга милиони хора, но нито може да се диагностицира, нито да се лекува. Изследователи, финансирани от ЕС, са разработили инструменти, които биха могли да променят и двете неща.
Автор: Майкъл Алън
Представете си, че ви е трудно да следите разговор в шумно заведение или да се ориентирате в натоварен офис, ала все пак лекарят ви казва, че слухът ви е наред. Това е разочароващата реалност за хората, страдащи от кохлеарна синаптопатия – „скрита загуба на слуха“.
Според Форума на ЕС за здравето на слуха около 34 млн. възрастни в ЕС страдат от загуба на слуха, водеща до увреждане. Но истинският мащаб на проблема вероятно е много по-голям, тъй като конвенционалните тестове за слуха изобщо не могат да установят наличието на кохлеарна синаптопатия.
За това състояние няма нито клинична диагноза, нито одобрено лечение, вследствие на което много хора имат реални слухови затруднения без достъп до помощ.
Тази скрита загуба на слуха може да доведе до увреждания според проф. Ингеборг Доухе, ръководител на отделението по оториноларингология в Университетската болница в Гент, Белгия. Проф. Доухе е клиничен консултант в рамките на изследователската инициатива EarDiTech, посветена на проучването на това състояние в периода от 2022—2026 г.
Проектът е финансиран от Европейския съвет по иновациите, който помага на изследователите и иноваторите да превърнат смелите си научни идеи в реални продукти.
„Където и да отидете, винаги има шум – казва проф. Доухе. – Когато пазарувате, е шумно, звучи музика. Хората често работят в офиси с отворена планировка. Това създава много фонов шум, който пречи на производителността на тези пациенти“.
Наличните възможности са ограничени: обучение на хората да четат по устните и да се съсредоточават в по-голяма степен върху звуците в речта. Изследователите в EarDiTech обаче разработиха тест, който може да открива скритата загуба на слуха, и работят по нов софтуер за слухови апарати.
Как се уврежда слухът
Във вътрешното ухо звукът се улавя от миниатюрни космени клетки, които преобразуват вибрациите в нервни сигнали, достигащи до мозъка чрез синаптични връзки между космените клетки и слуховия нерв.
Доскоро се смяташе, че свързаната с възрастта загуба на слуха започва с увреждане на космените клетки.
„Сега знаем, че първите структури в слуховата система, които се увреждат, не са космените клетки, а всъщност са тези синапси, които свързват космените клетки с мозъка“, обяснява професор Сара Верхьолст, която ръководи лабораторията по слухови технологии в Университета в Гент.
„Това разграничение е важно“, подчертава тя. Като координатор на изследователския проект EarDiTech Верхьолст разбира много добре ситуацията: за да се улови звук, е нужен само един синапс на космена клетка, но за да се разпознае реч в шумна среда, е необходима съвместната работа на много синапси.
Стандартният клиничен метод за оценка на слуха е аудиограмата, при която на пациентите през слушалки се пускат звуци с различна височина и сила и от тях се иска да сигнализират, ако ги чуват.
При него се измерва функционирането на космените клетки, но не се получава информация за това колко работещи синапси има пациентът. Следователно чрез него не могат да се открият трудностите, с които се сблъскват хората с кохлеарна синаптопатия в реалния живот.
Преброяване на синапсите
Тестът EarDiTech съчетава електроди, поставени на челото и ушните висулки, със специално разработен аудиостимул, създаден в резултат на дългогодишни изследвания в областта на моделирането на слуховата система.
„Създадохме компютърни модели на космените клетки и синапсите – обяснява проф. Верхьолст. – По същество, симулираме отговора на слуховия нерв или на синапсите в целия кохлеарен модел. След това, чрез този изчислителен метод, виждаме кой звуков стимул най-добре активира всички синапси едновременно“.
Тестът е разработен така, че да предизвика възможно най-силен синаптичен отговор. Когато човек със здрави синапси чуе стимула, електродите регистрират силен пик в невронната активност. При хората с увредени синапси реакцията е по-слаба.
„Чрез сравняване на силата на реакцията на пациента с тази при нормален слух можем да определим степента на кохлеарната синаптопатия“ – казва проф. Верхьолст.
Изследователите успяват да поберат технологията в компактно, преносимо устройство. Клиничните изпитвания в Университета в Гент показват, че с устройството може да се диагностицира кохлеарна синаптопатия при различни възрастови групи.
Тестът е прост и не изисква хирургична интервенция, така че лесно може да се включи в ежедневната клинична практика и да предостави на аудиолозите и специалистите по ушно-носно-гърлени болести инструмент, с който те понастоящем не разполагат.
Следващата стъпка е получаването на маркировка „СЕ“, която удостоверява, че устройството отговаря на изискванията на ЕС за медицинско диагностично оборудване. Според проф. Верхьолст, след като се осигурят инвестициите за финансирането на проекта, ще са нужни около 18 месеца до 2 години. „Мисля, че когато се появи на пазара, лекарите по ушно-носно-гърлени болести и болниците ще го използват“ – добавя тя.
По-интелигентен слухов апарат
Диагностицирането на скритата загуба на слуха е само половината от предизвикателството. Другата част е намирането на решение.
Стандартните слухови апарати основно усилват звука, което всъщност не помага на хората, изпитващи затруднения да разпознават реч при наличието на фонов шум.
„Слуховите апарати могат да помогнат до известна степен, но е трудно, защото с тях звукът се чува по-силно, но не непременно по-ясно – казва проф. Доухе. – Така че пациентите пак могат да изпитват затруднения при разпознаването на различни звуци в шумна среда“.
За да реши този проблем, екипът използва машинно обучение и обучава софтуерен алгоритъм въз основа на два изчислителни модела: единият симулира нормален слух, а другият – нарушената обработка на звука при човек с кохлеарна синаптопатия.
Целта е да се създаде алгоритъм, който да модифицира постъпващия звук по начин, стимулиращ по най-добрия начин запазените синапси на пациента. Това би подобрило възможността му да възприема реч в шумна среда.
Клиничните изпитвания показват измерими ползи при пациенти с кохлеарна синаптопатия. Екипът също така е доказал, че алгоритъмът може да работи при ниско ниво на заряд на батерията и с микрочиповете, които обикновено се използват в слуховите апарати.
На теория това означава, че би могъл да работи със следващото поколение слухови апарати или дори с потребителски слушалки. Проф. Верхьолст предвижда бъдеще, в което хората ще могат да кажат на телефона си, че искат да чуват по-добре, и той ще активира в слушалките софтуера за компенсиране на скритата загуба на слуха.
Засега екипът на EarDiTech активно търси производители на хардуер – като производители на слухови апарати и компании за чипсетове – които да помогнат за по-нататъшното разработване на софтуера и превръщането му в продукти, които пациентите действително да могат да купят.
Алгоритъмът използва резултатите от теста CochSyn на всеки пациент, за да адаптира звука към конкретната степен на увреждане – нещо непосилно за който и да е от съществуващите слухови апарати.
Извън клиничната среда
Скритата загуба на слуха е идентифицирана правилно едва през последното десетилетие и все още няма яснота колко хора са засегнати от нея, нито как се развива с напредването на възрастта.
„Сега разполагаме с инструмент, който можем да използваме в клиничната практика, за да придобием по-ясна представа за мащаба на проблема и за степента на увреждане на хората – казва проф. Доухе. – Можем да провеждаме дългосрочни проучвания, като проследяваме пациентите и наблюдаваме как се развива състоянието им“.
Изследователите се надяват, че именно тази база от доказателства ще убеди здравните системи да предприемат действия.
Първоначално статията е публикувана в Хоризонт — списанието на ЕС за научни изследвания и иновации.
