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Mittels optisch induzierter Stimulation der Cochlea lassen sich Summenaktionspotentiale, vergleichbar mit akustisch evozierten Potentialen, erzeugen. Jüngste Studien legen nahe, dass hierbei die Stimulation der Cochlea auf dem optoakustischen Effekt beruht, der die Ausbildung eines laserinduzierten Druckpulses durch die Absorption von gepulstem Laserlicht in Medium beschreibt. In dieser Studie wurden die Auswirkungen des in der Cochlea generierten Druckpulses auf die Basilarmembran untersucht.

In-situ-Untersuchungen wurden an explantierten Meerschweinchen-Cochleae durchgeführt. Hierbei wurden Laserpulse einer Wellenlänge von 1860 nm bei variierenden Pulsspitzenleistungen durch die Rundfenstermembran mittels einer Glasfaser appliziert. Die Reaktion der Basilarmembran auf den Laserpuls wurde mittels eines Laser-Doppler-Vibrometers durch eine apikale Öffnung in der Cochlea gemessen.

Die optische Stimulation durch die Rundfenstermembran führte zu einer Auslenkung der Basilarmembran. Die Resonanzfrequenzen der Vibrationsgeschwindigkeit der Basilarmembran lagen hierbei im Bereich um 300 Hz, was gut mit der apikalen Messposition übereinstimmt. Die Amplitude der Auslenkung war dabei stark abhängig von der optischen Pulsspitzenleistung.

Die Ergebnisse in situ zeigen, dass gepulste Laserstrahlung zur Generierung von Basilarmembranschwingungen eingesetzt werden kann. Vergleichbare Messungen konnten bereits von Zhang et al. (Opt. Express, 2009) in unserem Labor bei abweichenden Laserparametern durchgeführt werden. Die Resultate unterstützen die Annahme, dass die optische Stimulation der Cochlea auf dem optoakustischen Effekt beruht. Die Nutzung dieses Effekts in einem neuartigen, laserbasierten Cochlea-Implantat verspricht vielfältige Anwendungsmöglichkeiten.

Unterstützt durch: Diese Studie wurde unterstützt durch das 7. Forschungsrahmenprogramm der Europäischen Union (FP7), Forschungsprojekt ACTION.

Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.