Badanie słuchu wychodzi w normie, a w zatłoczonym barze rozmowa i tak zamienia się w zgadywankę — „co? powtórz?” co trzecie zdanie. Naukowcy nazwali to ukrytym ubytkiem słuchu i przez lata nie mieli jak go wykryć, bo standardowy test sprawdza tylko, jak ciche dźwięki słyszysz, a nie jak radzisz sobie w gwarze. Belgijski zespół zbudował cyfrowego bliźniaka ludzkiego ucha i znalazł dźwięk, który zdradza, co się psuje — a na końcu możesz sprawdzić, ile hałasu mają Twoje uszy.
Na ubytek słuchu cierpi w Europie prawie 60 milionów osób, a z wiekiem przypadków przybywa. Diagnoza od lat wygląda tak samo: badany siedzi w kabinie i sygnalizuje, czy słyszy najcichszy dźwięk o danej wysokości. Sęk w tym, że część osób przechodzi to badanie bez zarzutu, a mimo to nie nadąża za rozmową w restauracji pełnej ludzi.
Zjawisko doczekało się nazwy: ukryty ubytek słuchu. Ukryty, bo standardowy test go po prostu nie widzi.
Podejrzany jest jeden element: połączenie między komórkami włoskowatymi a nerwem słuchowym. Uszkodzenie tych synaps nosi nazwę synaptopatii ślimakowej. Sarah Verhulst z Uniwersytetu w Gandawie, koordynatorka projektu EarDiTech, tłumaczy, skąd wiadomo, że kłopot zaczyna się właśnie tam.
„W 2009 roku naukowcy z Harvardu odkryli, że pierwszym objawem ubytku słuchu nie jest utrata komórek włosowych w uchu wewnętrznym, lecz spadek liczby synaps” — mówi Verhulst. „Oznacza to, że komórki rzęsate mogą pozostawać nienaruszone, ale sygnały wysyłane przez nie do mózgu nie są tak wyraźne, jak powinny”.
Kłopot w tym, że synaptopatii ślimakowej nie da się dziś ani rozpoznać w gabinecie, ani leczyć. Verhulst zaczęła więc od rozpoznawania. Jeszcze przed projektem EarDiTech jej zespół zbudował CochSyn — prototyp nieinwazyjnego narzędzia diagnostycznego.
W środku siedzi model cyfrowego przetwarzania sygnałów układu słuchowego, czyli w praktyce cyfrowy bliźniak ucha: odtwarza in silico, jak działa słuch, kiedy wszystko jest w porządku. Zespół przestroił go tak, żeby symulował słuch uszkodzony — i zaczął szukać dźwięku, który pokaże różnicę.
Znaleźli taki bodziec, a badany ma przy nim do zrobienia niewiele: posłuchać, podczas gdy elektrody czytają odpowiedź mózgu.
„Ten konkretny dźwięk bardzo dobrze pobudza wszystkie dostępne synapsy naraz. Kiedy odtwarzamy ten dźwięk, reakcje EEG są bardzo silne, gdy występuje wiele sprawnych synaps. W miarę postępującej utraty synaps sygnał EEG również zaczyna słabnąć” — opisuje Verhulst.
Z projektu wyszły więc cztery rzeczy naraz:
EarDiTech wyrósł z wcześniejszych badań finansowanych przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych w ramach projektu CochSyn. Wsparcie Europejskiej Rady ds. Innowacji pozwoliło przeprowadzić test z fazy laboratoryjnej do klinicznej — a badania kliniczne pokazały, że narzędzie sprawdza się w prawdziwym gabinecie, nie tylko przy stole laboratoryjnym.
„Te badania medyczne pozwoliły nam zebrać wyniki i stworzyć solidne uzasadnienie biznesowe” — mówi Verhulst. Wyniki opublikowano, bodziec dźwiękowy opatentowano, a kolejnym krokiem ma być spółka typu spin-off, która wprowadzi diagnostykę na rynek.
Sama diagnoza zespołowi nie wystarczyła. „Celem było nie tylko diagnozowanie, ale także aktywna pomoc osobom z ukrytym ubytkiem słuchu w lepszym słyszeniu” — tłumaczy Verhulst.
Cyfrowe modele pacjentów przepuszczono więc przez zaawansowane uczenie maszynowe i kazano im przetwarzać mowę. Efektem są indywidualne algorytmy obróbki dźwięku, które mają trafić do spersonalizowanych aparatów słuchowych kolejnej generacji i kompensować synaptopatię u konkretnej osoby. Zespół rozmawia już z producentami aparatów i chipów audio o strategii licencyjnej.
Ukryty ubytek słuchu jest o tyle podstępny, że nie zgłasza się bólem ani ciszą. Daje o sobie znać dokładnie tam, gdzie jest głośno i gdzie akurat chce się rozmawiać — przy barze, na imprezie, w stołówce w godzinach szczytu. Narzędzie, które potrafi go zmierzyć, zmienia wizytę u laryngologa z „wszystko w normie” na „wiemy, czego szukać”.
Zwykłe badanie słuchu sprawdza, jak ciche dźwięki słyszysz, a nie jak radzisz sobie w hałasie — i dlatego przepuszcza uszkodzenie synaps między uchem a mózgiem. Belgijski zespół zbudował cyfrowego bliźniaka ucha, wyliczył z niego dźwięk, który te synapsy zdradza, i przeniósł pomiar do gabinetu. Przy okazji powstały algorytmy, które mają nauczyć aparaty słuchowe kompensować to, czego do tej pory nikt nie mierzył.
5 pytań · minuta · bez zapisywania
poleca:
