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Zielsetzung: Licht mit bestimmten Parametern aktiviert das periphere Hörorgan. Ableitungen optisch induzierter Hirnstammpotenziale sowie vom Colliculus inferior zeigten, dass auf Applikation von Laserpulsen am Trommelfell ein Höreindruck entsteht, der dem akustisch induzierten ähnelt. Ziel unserer Studie ist es, die optisch induzierten Schwingungen des Trommelfells (TF) zu charakterisieren, um anschließend die gezielte Aktivierung jeder einzelnen hörbaren Frequenz zu erreichen.

Methoden: Eine optische Faser (Ø: 105 µm) wurde ex vivo im Meerschweinchen zum TF gerichtet. Die Vibrationen nach Applikation von 10 ns Laserpulsen (532 nm, Xiton GmbH, Kaiserslautern) wurden mit einem scannenden Laser-Doppler-Vibrometer (LDV, Polytec GmbH, Waldbronn) gemessen. Die Laserintensität/Puls (0–16 µJ), die Laserrepetitionsrate (LRR) 0.1–4 kHz sowie die Pulsanzahl pro Stimulationsintervall wurden variiert und die Daten im Zeit- und im Frequenzbereich analysiert.

Ergebnisse: Zeigte sich bei zentral abgeleiteter Hörantwort die Konfluenz von Mehrfachpulsen zu einem Peak ab einer LRR von 0,5 kHz, so konnte eine Konfluenz der TF-Schwingungen bei multiplen Pulsen erst ab einer LRR von 2 kHz mit dem LDV demonstriert werden. Eine Analyse im Frequenzbereich wies eine von der gewählten LRR weitestgehend unabhängige Spektralverteilung nach Applikation von Einzel- und Doppelpulsen bei großer interindividueller Variabilität auf.

Schlussfolgerung: Die sehr exakten laserinduzierten Schwingungen des TFs bestärken die Hypothese, dass die optische Stimulation sehr präzise ist. Die gewonnenen Daten helfen, gemeinsam mit den Daten der zentralen Ableitung durch Modellierung eine optimale Aktivierung der Hörbahn mittels Laserlicht zu erreichen. Weitere Untersuchungen bezüglich der Laserparameter sind geplant.

Unterstützt durch: Finanzhilfevereinbarung Nr. [311469] im Zuge des Siebten Rahmenprogramms der Europäischen Union (RP7/2007-2013).

Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.