Besser hören unter Strom

OLDENBURG. Sprache ist schwerer zu verstehen, wenn zusätzliche Stimmen als Störgeräusche auftreten. Selbst moderne Hörhilfen für Menschen mit Hörproblemen können diesen so genannten Cocktail-Party-Effekt nicht ausgleichen, erinnert die Uni Oldenburg in einer Mitteilung.

Ein neues Prinzip der elektrischen Hirnstimulation, die transkranielle elektrische Hirnstimulation, kann in solchen Situationen helfen, wie Forscher um Professor Christoph Herrmann von der Uni Oldenburg nun be richten (Neuroimage 2018; 172:766-777).

Testpersonen verstanden den Untersuchungen der Wissenschaftler zufolge Worte trotz Rauschens signifikant besser, wenn sie eine transkranielle Hirnstimulation erhielten.

Schärfere Wahrnehmung

Bei der transkraniellen elektrischen Hirnstimulation wertet ein von den Oldenburger Forschern entwickeltes Computerprogramm zunächst ein auf die Ohren treffendes Schallsignal aus und berechnet die sogenannte Hüllkurve. Damit ist die grobe Struktur des Schalls gemeint, beispielsweise eines gesprochenen Satzes.

Dieses Signal wird als schwacher elektrischer Wechselstrom über zwei oder mehr auf der Kopfhaut angebrachte Elektroden durch den Schläfenlappen geleitet – die Region, in der das Gehirn Hörinformationen verarbeitet.

Ziel ist, die Wahrnehmung für eine bestimmte Schallquelle zu schärfen, indem die elektrische Hirnaktivität, die beim Hören zu messen ist, mit der äußeren Stromquelle in Gleichtakt gebracht wird. "In der Fachsprache heißt dies Frequenzmitnahme", so Herrmann in der Mitteilung.

Die Forscher testeten die neue Art der Hirnstimulation in einer doppelverblindeten Studie mit insgesamt 19 jungen, gesunden Testpersonen.

Die Studienteilnehmer hörten aus fünf Wörtern bestehende Sätze, wobei unterschiedlich starkes Rauschen die Sätze überdeckte. Im Anschluss wiederholten die Probanden die Worte – soweit sie diese verstanden hatten.

Die Stärke des Stroms, den die Testpersonen während des Experiments über die Elektroden erhielten, war dabei gerade so hoch, dass sie diesen nicht spürten. Die Wissenschaftler führten auch Kontrollmessungen durch, in denen entweder gar kein Strom oder nur ein leichter Gleichstrom durch die Elektroden floss.

Test in Alltagssituationen

Das Ergebnis: Die Testpersonen verstanden im Vergleich zu den Kontrollmessungen die Sätze trotz Rauschens signifikant besser, wenn sie eine transkranielle Hirnstimulation erhielten.

Dabei zeigte sich allerdings, dass sich eine Zeitverzögerung im Bereich von Zehntelsekunden zwischen Einsetzen des Sprachsignals und Einsetzen des stimulierenden Stroms individuell unterschiedlich auf die Testpersonen auswirkte.

Die Forscher vermuten, dass der verabreichte Strom die sogenannte Frequenzmitnahme entweder verstärkt oder stört – je nach gewählter Verzögerung.

"Mit unserer Studie haben wir gezeigt, dass die Methode prinzipiell funktioniert", sagt Herrmann. Es sei aber noch nicht klar, wie lange der Effekt durch die Hirnstimulation anhalte. Zudem müssten noch realistischere Gesprächssituationen getestet werden. Problematisch sei zudem, dass die Apparatur bisher sehr sperrig ist.

Langfristig sei daher das Ziel, die Elektroden und die datenverarbeitende Technik möglichst klein zu machen und mit vorhandenen Hörhilfen zu kombinieren, heißt es in der Mitteilung der Universität.

Dieses Ziel verfolgen die Forscher mit einem Verbundprojekt, das das Bundesministerium für Bildung und Forschung von 2017 bis 2020 mit gut zwei Millionen Euro fördert.

Unter der Federführung des Unternehmens Neuroconn in Ilmenau, einem Hersteller von Hirnstimulatoren, kooperiert das Team um Herrmann mit dem Hörzentrum Oldenburg, dem Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie, der Universität Siegen und dem Hörgeräte-Unternehmen Advanced Bionics. (eb)