Hören mit Licht

Prof. Dr. Tobias Moser

Institut für auditorische Neurowissenschaften, Universitätsmedizin Göttingen
Arbeitsgruppe Auditorische Neurowissenschaften und Optogenetik, Deutsches Primatenzentrum Göttingen
Arbeitsgruppe Auditorische Neurowissenschaften, Max-Planck-Institut für Experimentelle Medizin, Göttingen

Können wir mit Licht hören? Bereits seit einigen Jahren beschäftigen sich Wissenschaftler weltweit mit dieser Frage, da die Anregung von Hörnervenzellen mit Licht Vorteile gegenüber der in derzeitigen Cochlea-Implantaten verwendeten elektrischen Stimulation verspricht. Gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam ist es uns im Tierversuch gelungen, die Hörbahn mit Licht zu reizen, nachdem wir Hörnervenzellen lichtempfindlich gemacht haben. Dafür nutzen wir die Methode der Optogenetik, mit der “Lichtschalter” (Kanalrhodopsine aus Grünalgen) in die Zellen eingebracht werden. Wir verwenden Laser oder Mikro-Leuchtdioden um die “Lichtschalter” der Hörnervenzellen in der Cochlea von Versuchstieren zu aktivieren. Die neuronale Antwort auf den Lichtreiz wird durch die Ableitung der Aktivität einzelner Nervenzellen oder Zellpopulationen von Hörnerv bis Hörrinde gemessen und ist auch in Verhaltensexperimenten nachweisbar. So wiesen wir mit Mehrkanal-Messungen im auditorischen Mittelhirn in Kombination mit optischer und elektrischer Einkanal-Stimulation der Cochlea nach, dass mit Licht tatsächlich kleinere Gruppen von Hörnervenfasern angeregt werden können als mit elektrischer Stimulation. Wüstenrennmäuse mit einem optischen Cochlea-Implantat lernten ein durch den Lichtreiz konditioniertes Verhalten. Der Grundstein für die weiterführende experimentelle Forschung ist damit gelegt, jedoch bleibt vor einer möglichen klinischen Anwendung viel zu tun. 

Foto: Alciro Theodoro da Silva

 

 

 

 

 

 

Optisches Cochlea-Implantat: 

Hörprothesen der Zukunft?

Oben: Elektrisches Implantat in der Hörschnecke mit 12 Elektrodenkontakten, von denen sich der Strom weit ausbreitet.

Unten: Zukünftiges optisches Implantat mit dutzenden Leuchtquellen, deren Licht auf die Nervenzellen in der Mitte der Hörschnecke fokussiert wird.