Einige Betrachtungen zum Verbesserungspotential des CIs aus meiner Sicht
Verfasst: 28. Jul 2016, 22:18
Ich möchte an dieser Stelle auf zwei Informationen verweisen, aus welchen ersichtlich ist, wie ein optimales CI realisiert werden könnte. Die erste betrifft die exakte mathematische Modellierung der Innenohrfunktion (auf s. 9, unten):
http://www.kommunikation.uzh.ch/dam/jcr ... 2011-3.pdf
Die zweite behandelt eine direkte Anbindung von (hunderten von) Elektroden an den Hörnerv. Hier wird zur Zeit noch geforscht (Seite 2):
http://sfb599.de/fileadmin/user_upload/ ... antate.pdf
Dort heisst es:
"Vision der Forschungsarbeiten ist die direkte Ankopplung von Nervenzellen an die Elektrodenoberfläche, um so die Selektivität der Stimulation und die Anzahl der Informationskanäle zu erhöhen. Auf diese Weise würde dem Patienten neben einem weiter verbesserten Sprachverständnis auch ein echter Musikgenuss ermöglicht werden."
Nun, wie ich weiter unten kurz erläutern möchte, muss diese direkte Ankoppelung nicht zwingend erforderlich sein (trotzdem würde sie natürlich neue Möglichkeiten eröffnen, insbesondere, wenn man auf den bisher angewendeten Sprachkodierungsstrategien aufbaut - allerdings wird natürlich auch hierdurch eine erhöhte Leistungsfähigkeit der Komponenten des Implantats erforderlich).
Bei Kombination beider Ansätze (sofern sie sich umsetzen lassen (insbesondere der erste; der zweite hängt nur von der Leistungsfähigkeit der Prozessoren ab)) sollte einem möglichst guten Hören nichts mehr im Wege stehen, zumindest in Bezug auf die Stimulation des Hörnervs.
Allerdings sehe ich zwei Probleme, welche noch nicht gelöst sind. Das eine betrifft die Verschaltung der Spiralganglienzellen untereinander. Diese muss erhalten werden können (oder, falls dies nicht der Fall ist, durch bestimmte Massnahmen die davon abhängigen Mechanismen auf geeignete Art und Weise kompensiert werden). Das andere betrifft den (im natürlichen Gehör eingebauten) "Rückkanal". Durch die efferenten Nervenbahnen kann nämlich "die Innenohrfunktion gesteuert werden", was bspw. in erhöhtem Masse erlaubt, in "lärmreichen Ungebungen auf bestimmte Schallquellen zu fokussieren" (etwa bei einem klassischen Orchester auf ein bestimmtes Instrument, bspw. den Solisten). Es müssten also auch
1. Informationen vom Gehirn in die Prothese zurück fliessen und
2. durch den Sprachprozessor so verarbeitet werden können, dass bspw. die natürliche Fähigkeit, unter Ausnutzung der beschriebenen Mechanismen auf bestimmte Schallquellen besser fokussieren zu können, nachgebildet werden kann.
Allerdings halte ich es (zumindest theoretisch) für möglich, mit nur wenigen Elektroden die gesamte Information eines akustischen Signals, welches beim normalen natürlichen Hören verarbeitet wird, an den Hörnerv zu übertragen. Jedoch ist bspw. die Fourier-Transformation hierfür nicht geeignet. Ich habe daher eine eigene Art der Transformation vom Zeit- in der Frequenzbereich entwickelt, welche ich bisher zumindest noch nirgendwo gesehen habe. Mit Hilfe dieser habe ich nun eine (gemäss meinem Informationsstand) bisher nicht angewendete oder auch nur erforschte Sprachkodierungsstrategie entworfen. Deren Anwendung könnte insbesondere in bestimmten Bereichen - möglicherweise auch generell - eine Verbesserung im Vergleich zu bisher angewendeten Strategien bewirken.
Eine Frage ist natürlich auch, ob das Hirn sich so anpassen kann, dass es die Informationen, welche zwar dichter (hängt auch von der Leistungsfähigkeit des Prozessors und des Uebertragunskanals ab, auch von der des Verstärkers der Signale für die Elektroden; eine Erhöhung bzw. Verbesserung wäre erforderlich), aber auch in einer anderen Form übertragen werden könnten, auch nutzen kann. Ob es also einfach ausgedrückt (nach entsprechendem Training) in der Lage sein kann, einer Rücktransformation durch zu führen.
Es ist also aus meiner Sicht nicht zwingend erforderlich, die Anzahl der Elektroden und die Präzision der Stimulierung des Hörnervs zu erhöhen - es besteht zumindest die Möglichkeit, dass eine Verbesserung auch auf anderem Wege erreicht werden könnte:
Zitat von Thomas Lenarz, einem Spitzenforscher der MHH (laut BILD-Zeitung), im Jahre 2013*:
"Die Technik: Das Cochlea-Implantat hat bis zu 22 Elektrodenkontakte. Die leiten den Schall als elektronischen Impuls über den Hörnerv ans Hirn. Prof. Lenarz: „Für Sprache ausreichend, weil dafür 8 oder 9 Tonhöhen genügen. Aber für Musik reicht es nicht, hier hören dieCI -Träger nur Rhythmus.“"
http://www.bild.de/regional/hannover/ge ... .bild.html
*) seither wurde dasCI nicht "entscheidend" verbessert
Gruss fast-foot
http://www.kommunikation.uzh.ch/dam/jcr ... 2011-3.pdf
Die zweite behandelt eine direkte Anbindung von (hunderten von) Elektroden an den Hörnerv. Hier wird zur Zeit noch geforscht (Seite 2):
http://sfb599.de/fileadmin/user_upload/ ... antate.pdf
Dort heisst es:
"Vision der Forschungsarbeiten ist die direkte Ankopplung von Nervenzellen an die Elektrodenoberfläche, um so die Selektivität der Stimulation und die Anzahl der Informationskanäle zu erhöhen. Auf diese Weise würde dem Patienten neben einem weiter verbesserten Sprachverständnis auch ein echter Musikgenuss ermöglicht werden."
Nun, wie ich weiter unten kurz erläutern möchte, muss diese direkte Ankoppelung nicht zwingend erforderlich sein (trotzdem würde sie natürlich neue Möglichkeiten eröffnen, insbesondere, wenn man auf den bisher angewendeten Sprachkodierungsstrategien aufbaut - allerdings wird natürlich auch hierdurch eine erhöhte Leistungsfähigkeit der Komponenten des Implantats erforderlich).
Bei Kombination beider Ansätze (sofern sie sich umsetzen lassen (insbesondere der erste; der zweite hängt nur von der Leistungsfähigkeit der Prozessoren ab)) sollte einem möglichst guten Hören nichts mehr im Wege stehen, zumindest in Bezug auf die Stimulation des Hörnervs.
Allerdings sehe ich zwei Probleme, welche noch nicht gelöst sind. Das eine betrifft die Verschaltung der Spiralganglienzellen untereinander. Diese muss erhalten werden können (oder, falls dies nicht der Fall ist, durch bestimmte Massnahmen die davon abhängigen Mechanismen auf geeignete Art und Weise kompensiert werden). Das andere betrifft den (im natürlichen Gehör eingebauten) "Rückkanal". Durch die efferenten Nervenbahnen kann nämlich "die Innenohrfunktion gesteuert werden", was bspw. in erhöhtem Masse erlaubt, in "lärmreichen Ungebungen auf bestimmte Schallquellen zu fokussieren" (etwa bei einem klassischen Orchester auf ein bestimmtes Instrument, bspw. den Solisten). Es müssten also auch
1. Informationen vom Gehirn in die Prothese zurück fliessen und
2. durch den Sprachprozessor so verarbeitet werden können, dass bspw. die natürliche Fähigkeit, unter Ausnutzung der beschriebenen Mechanismen auf bestimmte Schallquellen besser fokussieren zu können, nachgebildet werden kann.
Allerdings halte ich es (zumindest theoretisch) für möglich, mit nur wenigen Elektroden die gesamte Information eines akustischen Signals, welches beim normalen natürlichen Hören verarbeitet wird, an den Hörnerv zu übertragen. Jedoch ist bspw. die Fourier-Transformation hierfür nicht geeignet. Ich habe daher eine eigene Art der Transformation vom Zeit- in der Frequenzbereich entwickelt, welche ich bisher zumindest noch nirgendwo gesehen habe. Mit Hilfe dieser habe ich nun eine (gemäss meinem Informationsstand) bisher nicht angewendete oder auch nur erforschte Sprachkodierungsstrategie entworfen. Deren Anwendung könnte insbesondere in bestimmten Bereichen - möglicherweise auch generell - eine Verbesserung im Vergleich zu bisher angewendeten Strategien bewirken.
Eine Frage ist natürlich auch, ob das Hirn sich so anpassen kann, dass es die Informationen, welche zwar dichter (hängt auch von der Leistungsfähigkeit des Prozessors und des Uebertragunskanals ab, auch von der des Verstärkers der Signale für die Elektroden; eine Erhöhung bzw. Verbesserung wäre erforderlich), aber auch in einer anderen Form übertragen werden könnten, auch nutzen kann. Ob es also einfach ausgedrückt (nach entsprechendem Training) in der Lage sein kann, einer Rücktransformation durch zu führen.
Es ist also aus meiner Sicht nicht zwingend erforderlich, die Anzahl der Elektroden und die Präzision der Stimulierung des Hörnervs zu erhöhen - es besteht zumindest die Möglichkeit, dass eine Verbesserung auch auf anderem Wege erreicht werden könnte:
Zitat von Thomas Lenarz, einem Spitzenforscher der MHH (laut BILD-Zeitung), im Jahre 2013*:
"Die Technik: Das Cochlea-Implantat hat bis zu 22 Elektrodenkontakte. Die leiten den Schall als elektronischen Impuls über den Hörnerv ans Hirn. Prof. Lenarz: „Für Sprache ausreichend, weil dafür 8 oder 9 Tonhöhen genügen. Aber für Musik reicht es nicht, hier hören die
http://www.bild.de/regional/hannover/ge ... .bild.html
*) seither wurde das
Gruss fast-foot