Groot onderzoek naar ‘AI’ in implantaten die doven weer laten horen

18 december 2019• PERSBERICHT

Een onderzoeksteam geleid door onderzoekers van het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) ontvangt een NWO-subsidie van 2,3 miljoen euro voor verder onderzoek naar de werking van cochleaire implantaten. Deze apparaatjes maken het voor een bepaalde groep doven mogelijk om (weer) te horen. Toch kan het moeilijk blijven om spraak goed te verstaan. Het onderzoeksteam wil hier met hulp van ‘artificial intelligence’ verandering in brengen.

Meetomstandigheden

Bij mensen met een cochleair implantaat (CI) wordt het verstaan van spraak nu meestal gemeten in luistercabines: afgesloten ruimtes die ideale omstandigheden bieden voor een meting van het gehoor. “Maar dit zijn niet de omstandigheden waar iemand met een CI dagelijks mee wordt geconfronteerd”, vertelt prof. Johan Frijns, KNO-arts in het LUMC. ”Daarom gaan we in dit project juist metingen doen in alledaagse situaties. In schoolklassen en op schoolpleinen bijvoorbeeld, en op het werk.” 

De onderzoekers kijken niet alleen naar de invloed van omgevingsgeluid. Naast deze directe audiologische factor, onderzoeken ze ook welke effecten het verstaan van spraak in lastige luistersituaties heeft op sociale interacties, stressniveaus, luisterinspanning en vermoeidheid.

Machine learning

Met de uitkomsten willen de onderzoekers zogeheten machine learning technieken ontwikkelen en testen. Dat houdt in dat een CI zelf ‘leert’ en zo voor een beter gehoorresultaat zorgt. Dat kan bijvoorbeeld door verbetering van het signaal, betere scheiding van verschillende geluiden of door de signalen aan beide oren te combineren, waardoor het mogelijk is sprekers te volgen terwijl zij zich verplaatsen in een ruimte. Frijns: “Dat is van groot belang, bijvoorbeeld voor kinderen met een CI die in een drukke klas al snel niet alles meekrijgen wat er gebeurt of voor werknemers met een CI die met hun collega’s willen communiceren in een fabriekshal. De huidige methoden zoals richtingsgevoelige microfoons en ruisonderdrukkingstechnieken schieten in dergelijke situaties echt tekort en we verwachten met innovatieve machine learning technieken veel meer te bereiken.”

Naast medische, technische en psychologische aspecten, besteedt het onderzoeksproject ook aandacht aan ethische vraagstukken als ‘hoe ga je om met privacy?’ Bijvoorbeeld als de nieuwe technologie het mogelijk maakt om met een CI beter dan normaal te horen wat iemand elders in de ruimte zegt.

Cochleaire implantaten

Cochleaire implantaten geven zeer slechthorende en dove volwassenen en kinderen de mogelijkheid weer te kunnen horen en verstaan. Dit gebeurt doordat het CI de functie van de trilhaartjes in het slakkenhuis (de cochlea) overneemt en de gehoorzenuw direct elektrisch stimuleert. Voorwaarde voor het succesvol toepassen van een CI is dus dat de gehoorzenuw en de daarachter liggende zenuwbanen in staat zijn de aangeboden elektrische prikkels te verwerken.

Met een CI is het mogelijk om zachte en harde geluiden en spraak waar te nemen. De kwaliteit van deze geluids- en spraakwaarneming is wel anders dan met die van een normaal gehoororgaan. Dat komt doordat normaal horende mensen over ongeveer 3.000 zintuigcellen beschikken om geluidssignalen door te geven en te verwerken, terwijl er in het geval van een CI sprake is van een elektrisch signaal dat door een beperkt aantal elektroden (12-22) wordt doorgegeven. 

NWO Crossover-programma

Het CI-onderzoek maakt onderdeel uit van het bredere onderzoeksproject INTENSE (Innovative NeuroTEchNology for SociEty), dat in totaal 10 miljoen euro subsidie heeft ontvangen van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) uit het zogeheten NWO Crossover-programma. Het project INTENSE ontwikkelt hersenimplantaten om het leven te verbeteren van mensen die blind, doof of verlamd zijn, of epilepsie hebben. Het onderzoek combineert de sterk toegenomen kennis over onze hersenen met nieuwe mogelijkheden binnen de neurotechnologie om tot nieuwe oplossingen en bedrijvigheid te komen.

Wilt u op de hoogte blijven van de laatste ontwikkelingen bij het LUMC?
Abonneer u dan op onze tweewekelijkse nieuwsbrief of neem een abonnement op het LUMC Magazine.