Kaip skambės mano kochlearinis implantas?

Iš praktinės patirties specialistai žino, kad dauguma kandidatų į KI turi du pagrindinius klausimus: pirma, „Kaip gerai girdėsiu?“ ir, antra, „Kaip tai skambės?“ [1] Atsakyti į klausimą apie pasiekiamą kalbos suprantamumą nėra lengva. Yra pernelyg daug įtaką darančių veiksnių, kurie vaidina svarbų vaidmenį. Tačiau galime bent jau išmatuoti kalbos suprantamumą ir tada jį išreikšti skaitinėmis vertėmis. Galime tik apibūdinti garsą daugiau ar mažiau vaizdingais žodžiais arba palyginti jį su žinomais garso vaizdais.

Garsus raidos psichologas Michaelas F. Dormanas, lingvistikos, klausos ir kalbos mokslų profesorius emeritas, jau kelis dešimtmečius sprendžia šiuos sudėtingus klausimus iš mokslinės perspektyvos. Jis pirmasis įvairiose tyrimų grupėse tyrė įvairių techninių veiksnių įtaką kalbos supratimui naudojant kochlearinius implantus. Jis paaiškina, kokiomis galimybėmis dabar naudojasi tyrinėdamas kochlearinių implantų garsą: „Vienpusio kurtumo pacientai, turintys kochlearinį implantą, atvėrė galimybę mokslininkams atsakyti į klausimą, kurį užduoda beveik kiekvienas kandidatas į kochlearinį implantą: Kaip skambės mano kochlearinis implantas?““[2]

Naujausių tyrimų [3] [4] rezultatai teikia vilčių: KI su trumpais elektrodais naudotojams KI skamba aukštesniais garsais nei natūrali klausa. Tačiau kai kuriems KI naudotojams su ilgais KI elektrodais KI skamba beveik arba net visiškai identiškai natūraliai klausai, o kiti KI garsą suvokia kaip daugiau ar mažiau prislopintą, kartais ir ne tokį aiškų kaip natūrali klausa kita ausimi [5]

„Ieškome Peliuko Mikio“ – apibūdinkite arba palyginkite garso vaizdus

OViena iš tokių lyginamųjų tyrimų pradininkių buvo Sandra Prentiss su savo moksliniais kolegomis JAV. Jie dirbo su KI vartotoju, kuriam KI elektrodas užėmė beveik visus du sraigės posūkius, todėl po implantacijos jo likutinė klausa išliko beveik nepakitusi visuose garso aukščiuose. Prieš dešimt metų, atlikdama atvejo tyrimą, mokslininkų grupė paprašė šio naudotojo palyginti garso aukščio suvokimą su KI ir su natūralia likutine klausa toje pačioje ausyje. Rezultatai patvirtino atskirų aukščių priskyrimą konkrečioms sraigės vietoms, taigi ir ilgųjų elektrodų svarbą. Tyrimas taip pat parodė, kad žemo dažnio garsų atveju garso aukščio suvokimui įtakos turi laiko skiriamoji geba, taip patvirtinant vadinamojo smulkios struktūros kodavimo veiksmingumą. Tačiau šis atvejo tyrimas nepateikia jokios informacijos apie garso vaizdą.

Welleris ir jo kolegos rodo: „KI naudotojai, kurių elektrodai įstatyti daugiau nei 630 laipsnių kampu, geriausiai supranta kalbą, o tie, kurių elektrodai įstatyti mažiau nei 360 laipsnių kampu, žymiai prasčiau supranta kalbą. ©adaptiert von Weller et al. 2023

Šį klausimą sprendė JAV mokslininkas Michaelas F. Dormanas kartu su kitais kolegomis mokslininkais, atlikęs keletą tyrimų su vienašališkai implantuotų KI naudotojais, kurių kita pusė girdi normaliai ir natūraliai. Pirmą kartą KI implantacijos pacientams, turintiems vienpusį kurtumą, buvo atliktos 2003 m. kaip vieno Europos tyrimo dalis, o šiandien jos yra įprastos daugelyje šalių, įskaitant Austriją [6]. Iš pradžių kai kurie ekspertai abejojo, ar dirbtinai sukuriamas KI garsinis įspūdis yra suderinamas su natūraliu kitos pusės garso įspūdžiu. Tačiau Dormanas ir jo kolegos paprašė tokių bimodalinių KI naudotojų tiksliai palyginti KI skleidžiamą garsą su natūralia kitos pusės klausa. Kaip akustinį signalą jie naudojo kelis trumpus sakinius. Tada jie buvo techniškai apdorojami natūraliai girdinčiai ausiai, kol tyrimo dalyviai apibūdino garsą taip pat, kaip ir neapdorotas KI garsas.

Vienos iš parengtų publikacijų įžangoje mokslininkai rašo, kad iš tokiu būdu sukurtų simuliacijų jie tikėjosi peliuko Mikio ar roboto garsų. Būtent tokius vaizdinius kai kurie žmonės dar ir šiandien naudoja kochlearinio implanto skleidžiamam garsui apibūdinti, kai kandidatai ar suinteresuoti asmenys apie jį klausia. Tačiau šiuolaikinių KI garsas, matyt, yra kur kas natūralesnis, nei manyta anksčiau! Pasak Dormano, imitacinių garsų kalbos signalas daugiausia buvo šiek tiek prislopintas [7] [8]. Kai kurie tyrimo dalyviai net įvertino KI garsą kaip visiškai identišką natūraliam garsui kitoje ausyje – taip buvo būtent kai kurių MED-EL implantų su ilgais elektrodais naudotojų atveju.

Simuliacija rodo: šiuolaikiniai IK skamba natūraliai!

While MED-EL FLEX24 electrode arrays are used in EAS systems for people who can still hear low-pitched sounds with their natural hearing, the longest electrodes from some other providers are even shorter than that for candidates with profound hearing loss. Nors „MED-EL FLEX24“ elektrodų matricos naudojamos EAS sistemose žmonėms, kurie vis dar girdi žemo dažnio garsus savo natūralia klausa, ilgiausi kai kurių kitų paslaugų teikėjų elektrodai yra dar trumpesni nei tie, kurie skirti asmenims su giliu klausos praradimu.

Mokslininkai sukūrė įvairių modeliavimo būdų, kad būtų galima suprasti techninių parametrų poveikį. Tačiau tai visada buvo tik palyginimas: ilgi ar trumpi elektrodai, daugiau ar mažiau dažnių juostų, su smulkiosios struktūros informacija ar be jos. Tai svarbi informacija ne tik kūrimo komandoms: KI kandidatai gali pasinaudoti šiais modeliavimais, kad nuspręstų, kurioms KI funkcijoms jie nori skirti ypatingą dėmesį. Tačiau šie modeliavimai negali sudaryti tikrojo kochlearinio implanto skambesio įspūdžio!

Būtent to siekiama naujuoju KI eksperto Michaelo F. Dormano ir jo kolegų atliktu modeliavimu. Savo paaiškinimuose jie taip pat pabrėžia, kad natūralus garso įspūdis neturėtų būti tapatinamas tik su optimaliu kalbos supratimu. Net ir naudojant dabartinę KI technologiją, vis tiek reikia prisitaikyti prie KI. Klausos reabilitacija užtikrina optimalų kochlearinių implantų naudojimą. Smegenų klausos apdorojimas gali priprasti prie ne tokio optimalaus KI garso, tačiau tam dažnai prireikia kelerių metų[9], o tai yra dar viena Dormano tyrimų išvada. Nepaisant to, tyrimo rezultatai įspūdingi: šiandien kandidatai į KI gali tikėtis beveik natūralios garso kokybės su individualiai pritaikytu KI elektrodo ilgiu!

[1] Dorman MF, Natale SC, Baxter L, et al. Approximations to the Voice of a Cochlear Implant: Explorations With Single-Sided Deaf Listeners. Trends in Hearing. 2020;24. doi:10.1177/2331216520920079
[2] Zeitler DM, Dorman MF, Cochlear Implantation for Single-Sided Deafness: A New Treatment Paradigm. J Neurol Surg B Skull Base 2019; 80(02): 178-186. doi: 10.1055/s-0038-1677482
[3] Dorman MF, Natale SC, Butts AM, Zeitler DM, Carlson ML. The sound quality of cochlear implants: Studies with singlesided deaf patients. Otol Neurotol. 2017 Sep;38(8):e268-e273. doi: 10.1097/MAO.0000000000001449.
[4] Dorman MF, Natale SC, Zeitler DM, Baxter L, Noble JH. Looking for Mickey Mouse™ But Finding a Munchkin: The Perceptual Effects of Frequency Upshifts for Single-Sided Deaf, Cochlear Implant Patients. J Speech Lang Hear Res. 2019 Sep 20;62(9):3493-3499. doi: 10.1044/2019_JSLHR-H-18-0389. Epub 2019 Aug 15.
[5] Dorman MF, 2020
[6] Prentiss S, Staecker H, Wolford B. Ipsilateral acoustic electric pitch matching: a case study of cochlear implantation in an up-sloping hearing loss with preserved hearing across multiple frequencies. Cochlear Implants Int. 2014;15(3):161-165. doi:10.1179/1754762814Y.0000000066
[7] Dorman MF 2020
[8] Dorman MF 2019
[9] Dorman MF, Natale SC, Noble JH and Zeitler DM (2022) Upward Shifts in the Internal Representation of Frequency Can Persist Over a 3-Year Period for Cochlear Implant Patients Fit With a Relatively Short Electrode Array. Front. Hum. Neurosci. 16:863891. doi: 10.3389/fnhum.2022.863891
[10] „9 Gründe für die Relevanz der CI-Elektrode“, https://blog.medel.pro/de/chirurgie/relevanz-der-ci-elektrode/
[11] Quellen: Elektroden-Einführwinkel laut Studien siehe blog.medel.pro; Flex34 approximiert.