Los jerbos adultos sordos pueden volver a escuchar con la restauración auditiva optogenética. Tras el tratamiento ototóxico, los jerbos adultos se tornaron sordos debido a la pérdida de las células ciliadas. Con la estimulación optogenética podían escuchar nuevamente y realizar una tarea de comportamiento. Con este fin, se implantó una pequeña fibra óptica y se estimularon partes de la cóclea en forma de caracol. La ubicación de las neuronas auditivas en la cóclea se muestra en naranja, mientras que el área estimulada está sombreada en azul. Crédito: University Medical Center Göttingen, Alemania

Un equipo de investigadores con miembros de una variedad de instituciones en toda Alemania ha desarrollado un nuevo tipo de implante coclear, uno basado en la luz. En su artículo publicado en la revista Ciencia de medicina traslacional , el grupo describe su nuevo implante y qué tan bien funcionó en los jerbos de prueba.

Hace más de medio siglo, los científicos encontraron una forma de restaurar parcialmente la audición en personas con daño coclear, una coclear . La misma tecnología básica todavía está en uso en la actualidad; estos dispositivos funcionan convirtiendo los sonidos en señales eléctricas, que se transmiten a las neuronas que llevan la señal al cerebro. Y aunque los implantes han ayudado a muchas personas a escuchar, todavía sufren un problema importante. Demasiados sonidos simultáneos, como el habla en una habitación llena de gente, se amortiguan. Esto se debe a que las señales eléctricas se unen entre sí, causando la degradación de los mensajes transmitidos al cerebro. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han convertido el sonido a en lugar de electricidad, porque la luz se puede dirigir de manera más precisa.

El nuevo implante dispara luz directamente a las neuronas cocleares. Pero para que eso tenga un efecto, los investigadores tuvieron que obtener las neuronas en jerbos de prueba para responder a ella. Para que esto suceda, inyectaron un virus que contiene un gen que codifica la sensibilidad a la luz directamente en la cóclea. Para probar su dispositivo, entrenaron a algunos jerbos para saltar de una parte de su jaula a otra cuando escucharon un cierto sonido antes de que el dispositivo fuera implantado. Después, la luz del implante se activó y eso hizo que los jerbos saltaran como lo habían hecho antes, mostrando que sus cerebros recibían las mismas señales. Luego, el equipo causó una pérdida de audición basada en la cóclea en los jerbos de prueba y una vez más activaron el nuevo implante. Informan que los jerbos saltaron tal como lo habían hecho en respuesta al sonido anterior, lo que demuestra que su audición había sido restaurada.

El video ilustra el concepto de nuevos implantes cocleares optogenéticos: el sonido del piano es captado por un micrófono y transmitido a un procesador que traduce el sonido en patrones de estimulación óptica mediante LED colocados dentro de la cóclea. Crédito: University Medical Center Göttingen, Alemania

Los investigadores sugieren que su dispositivo es una prueba de concepto para una forma de mejorar implantes. El próximo paso lógico sería agregar productos electrónicos a la para convertir señales de sonido en luz, lo que luego estimularía las neuronas en el oído de la misma manera lo he hecho en el pasado

(A) los implantes cocleares eléctricos contienen 12-24 electrodos que normalmente proporcionan menos de 10 canales de frecuencia independientes para los usuarios. Esto se debe al hecho de que la propagación actual (tono azul claro) conduce a la activación de una gran población de neuronas a lo largo del eje de frecuencia de la cóclea y, por lo tanto, limita la resolución de frecuencia y el rango dinámico de codificación eléctrica. (B) la estimulación óptica promete una activación espacialmente confinada de las neuronas en el nervio auditivo que permite un mayor número de canales de estimulación independientes y, por lo tanto, mejora la resolución de frecuencia e intensidad usando OCI futuros. (C) este estudio preclínico en animales utilizó estimulación óptica de un solo canal insertando una fibra óptica en la cóclea. Crédito: University Medical Center Göttingen, Alemania
Ilustración esquemática de los implantes cocleares ópticos recientemente propuestos. Se inserta una tira de LED en la cóclea en forma de caracol. Los implantes cocleares ópticos prometen activación espacialmente limitada (el tono azul indica la luz de LEDS activados) de las neuronas en el nervio auditivo, lo que permite un mayor número de canales de estimulación independientes y, por lo tanto, mejora la resolución de frecuencia e intensidad. Crédito: University Medical Center Göttingen, Alemania


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Más información: C. Wrobel et al., “La estimulación optogenética de las neuronas cocleares activa la vía auditiva y restablece el comportamiento impulsado por la audición en jerbos adultos sordos” Ciencia de medicina traslacional (2018) stm.sciencemag.org/lookup/doi/ … scitranslmed.aao0540