Stimularea optică trans-timpanică a cochleei generează răspunsuri auditive fiabile
Un nou studiu, desfășurat pe gerbili mongolezi ca model animal, a arătat pentru prima dată că stimularea cu laser infraroșu trans-timpanic a cochleei provoacă un comportament auditiv fiabil în animale treze, fără a necesita modificări genetice sau implanturi chirurgicale invazive.
Cercetarea a fost condusă de Dr. Yuta Tamai, un cercetător la Acoustic Navigation Research Center, Doshisha University, Japonia, care deține și funcții de cercetător postdoctoral la Keio University și de cercetător asociat la Eberhard Karls University din Tübingen, împreună cu Profesorul Kohta I. Kobayasi, din Facultatea de Științe ale Vieții și Medicinii de la aceeași universitate, și Asociatul Profesor Koji Toda, profesor asociat în cadrul Departamentului de Psihologie, Keio University, Japonia. Rezultatele au fost publicate online în revista iScience pe 30 iunie 2026.
„Motivația mea de cercetare provine din observarea membrilor familiei care suferă de pierderi auditive legate de vârstă și se confruntă cu dificultăți în a purta conversații din cauza limitărilor auditive ale aparatelor auditive convenționale. Experiența lor a evidențiat necesitatea unor soluții mai eficiente, deoarece implanturile cochleare tradiționale necesită proceduri invazive și au dezavantaje tehnice. Acest lucru m-a inspirat să investighez alternative optice noninvazive care oferă o experiență auditivă naturală. Scopul meu este de a conecta neuroștiința cu tehnologia prin dezvoltarea unui dispozitiv contactless pentru a restaura bucuria comunicării pentru cei neglijați de aparatele auditive existente,” a declarat Dr. Tamai, discutând despre motivația din spatele acestui studiu.
Echipa de cercetare a utilizat o procedură de condiționare clasică prin care gerbilii au învățat că un semnal era asociat cu o recompensă, care a fost apă pentru acest experiment. În timp ce un grup a fost expus unui stimul auditiv convențional, alt grup a fost stimulat prin laser infraroșu direcționat prin timpan spre cochlee. După antrenament, gerbilii expuși stimulării laser au început să linsă în anticiparea recompensei cu apă, demonstrând că semnalul laser avea o semnificație comportamentală. Modelul lor de învățare a fost comparabil cu cel al animalelor antrenate cu sunet, deși animalele antrenate cu sunet au arătat un răspuns general mai puternic. Aceasta a evidențiat că stimularea laser trans-timpanic ar putea acționa ca un stimul condiționat pentru a susține comportamentul ghidat auditiv.
Cercetătorii au introdus un mascher de zgomot alb, testând dacă răspunsul provocat de laser era într-adevăr legat de auz, ceea ce a dus la răspunsuri reduse la sunete obișnuite. De asemenea, a redus semnificativ răspunsurile comportamentale provocate de laser, în timp ce răspunsurile la stimulii vizuali nu au fost afectate semnificativ. Acest lucru sugerează că percepția indusă de laser a fost procesată prin căile auditive, mai degrabă decât fiind o distragere senzorială generală.
Studiul a constatat, de asemenea, că percepția provocată de laser putea fi controlată prin modificarea energiei radiante, ceea ce a reflectat modul în care nivelurile mai mari de presiune sonoră produc răspunsuri auditive mai puternice. Aceasta indică faptul că stimularea laser ar putea modula intensitatea percepției asemănătoare cu auzul. Într-un alt test, animalele antrenate doar cu stimuli acustici au răspuns când stimularea laser a fost prezentată pentru prima dată. Această „generalizare a stimulului” sugerează că stimularea laser a produs trăsături perceptuale care se suprapun cu sunetul. Totuși, răspunsul a fost mai slab decât răspunsul la semnalul acustic antrenat, indicând că perceptul indus de laser era similar, dar nu identic cu un sunet de clic.
„În următorii 5–10 ani, această tehnologie ar putea revoluționa tratamentul deficiențelor auditive. Prin perfecționarea stimulării optice trans-timpanice, ne propunem să oferim o alternativă clinică care minimizează riscurile și complicațiile chirurgicale. De asemenea, ar putea deschide noi căi pentru dispozitivele de substituție senzoriale, îmbunătățind calitatea vieții pentru milioane de oameni care se confruntă cu dificultăți de comunicare din cauza pierderii auditive,” a subliniat Profesorul Kobayasi, evidențiind aplicațiile practice ale acestei tehnologii. Studiul demonstrează cum stimularea optică contactless a cochleei ar putea deveni o platformă utilă pentru studiul percepției auditive și ar putea informa dezvoltarea viitoare a tehnologiilor auditive protetice noninvazive sau mai puțin invazive.
