Forschung

Unsere Mission

Unsere Mission ist es, das Hörverstehen sowie die Hörentwicklung von Menschen mit Cochlea Implantat (CI) auf neurokognitiver Ebene besser zu verstehen und somit den Grundstein für die Entwicklung fortschrittlicher CIs zu legen, die zum Beispiel ein verbessertes Verständnis von Sprache oder einen größeren Hörgenuss bei Musik ermöglichen werden.

Methoden

• Um die neurokognitive Verarbeitung von Geräuschen und Sprache messen zu können, präsentieren wir hauptsächlich zwei Arten von Stimuli - auditorische Stimuli, also beispielsweise Sätze mit und ohne Störgeräusch sowie visuelle Stimuli, meistens Bilder. Eine typische Aufgabe ist dabei, ein Bild mit einem gesprochenen Wort oder Satz abzugleichen. Zur sogenannten Ableitung der neurokognitiven Prozesse im Gehirn während des Experiments stehen uns zwei nicht-invasive Messverfahren zur Verfügung (EEG und fNIRS). Die Messung ist komplett risikofrei und kann jederzeit unterbrochen werden.

EEG - Elektroenzephalographie

•  Die Elektroenzephalographie, kurz EEG, ist eine Untersuchungsmethode, die die elektrische Aktivität der Hirnrinde misst. Diese Aktivität entsteht durch die Entladung von Nervenzellverbänden. Für die Messung werden Mess-Elektroden nach einem festen Schema auf der Kopfhaut platziert. Diese Mess-Elektroden sind in einer Art Haube eingearbeitet, was die Platzierung und Haftung am Kopf erleichtert. Um den elektrischen Widerstand zwischen dem Messfühler und der Kopfhaut zu reduzieren, nutzen wir ein leitfähiges Elektrodengel auf Wasserbasis. Während der eigentlichen Messung, die nicht spürbar ist, sollte die Versuchsperson möglichst entspannt und ruhig sitzen. Die Präsentation von auditorischen und visuellen Stimuli führt zu einer Änderung der Hirnaktivität, die im EEG aufgezeichnet wird. Im Anschluss an die Untersuchung kann die Versuchsperson bei uns vor Ort die Haare waschen.

NIRS - Nahinfrarotspektroskopie

•  Die Nahinfrarotspektroskopie, kurz NIRS, ist eine nichtinvasive Untersuchungsmethode, die vor allem zur Überwachung der Gewebeoxygenierung, also der Sauerstoffsättigung in bestimmten Geweben, eingesetzt wird. NIRS nutzt das Lichtspektrum im Bereich von 700 bis 900 Nm, das biologisches Gewebe in einer Tiefe von bis zu mehreren Zentimetern durchdringen kann. Die Methode macht sich die Eigenschaft zunutze, dass bestimmte Moleküle, insbesondere Hämoglobin, Licht im nahinfraroten Bereich unterschiedlich absorbieren, je nachdem, ob sie oxygeniert, also mit Sauerstoff beladen sind, oder nicht. Die Sensoren des NIRS-Systems, auch Optoden genannt, senden und detektieren nahinfrarotes Licht durch das Gewebe. Aus den Messwerten ergibt sich ein Unterschied zwischen dem gesendeten und detektierten Licht. Dadurch kann die relative Menge an oxygeniertem und desoxygeniertem Hämoglobin erfasst werden. NIRS-Sensoren werden mithilfe einer Haube an definierte Positionen auf der Kopfhaut angeordnet, um die Sauerstoffsättigung in verschiedenen Bereichen der Hirnrinde zu überwachen. Dadurch können Rückschlüsse auf die Aktivität einzelner Hirnareale während der Messung getroffen werden.

Studien

CI-versorgte Kinder: Studien zu Spracherwerb und Sprachverarbeitung

•  Bevor ein Kind seine ersten Wörter und Sätze sprechen kann, muss es bereits viel über seine Muttersprache gelernt haben: Welche Laute gehören zur eigenen Muttersprache und wie können diese Laute kombiniert werden? Welche Sprachmelodie hat die Muttersprache? Wie werden aus Lauten Wörter und wie werden schließlich Wörter zu Sätzen kombiniert? Indem das Kind viel Sprache hört, lernt sein Gehirn nach und nach die Muster der Muttersprache kennen. Kinder mit einem CI sind in Hinsicht auf die Sprachentwicklung daher vor eine besondere Herausforderung gestellt, denn ihre Hörerfahrung unterscheidet sich stark von anderen Kindern. Das Ziel unserer Kinderstudien ist es, den Spracherwerb mit CI zu objektivieren. Da die unbewussten Sprachlernprozesse bei Babys und Kleinkindern „von außen" nicht beobachtbar sind, werden neurophysiologischer Messverfahren (EEG) angewandt, mit denen sich die Vorgänge des Gehirns während der wichtigen Schritte des Lautspracherwerbs erfassen lassen.

CI-versorgte Erwachsene: Studien zum Sprachverstehen

•  In diesen Forschungsprojekten werden die Prozesse der auditiven Verarbeitung bei CI-Träger:innen genau beleuchtet. Mittels neurokognitiver Messmethoden können Prozesse wie Ton- und Geräuschwahrnehmungen, das Verstehen von Wörtern oder Sätzen oder auch die Verarbeitung von Musik, objektivierbar gemacht werden. Diese Methoden werden genutzt, um festzustellen, wie das Gehirn den veränderten Höreindruck auf höheren Ebenen verarbeitet und ob die reduzierte sprachliche Information zusätzliche Verarbeitungsressourcen benötigt, um ein Verstehen zu erreichen.