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Dekodierung selektiver Aufmerksamkeit bei einseitig ertaubten Patienten mittels Cochlea-Implantat-Elektroden als Sensoren
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Published: | September 12, 2022 |
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Die Dekodierung der Aufmerksamkeit auf einen Sprecher in einem Cocktailparty-ähnlichen Szenario ist ein vielversprechender Forschungszweig in der Cochlea-Implantat (CI)-Forschung. Es wurde gezeigt, dass die Einhüllende des zugehörten Sprechers aus einem Elektroenzephalogramm (EEG) rekonstruiert werden kann. Künftige Anwendungen dieser Technik sind closed-loop CIs, die objektiv angepasst oder durch Hirnsignale adaptiv gesteuert werden könnten. Für Anwendungen in der klinischen Routine oder im Alltag ist ein herkömmliches mehrkanaliges EEG nicht geeignet. Stattdessen werden derzeit kleinere und tragbare EEG-Geräte entwickelt, die in einer klinischen Umgebung leichter zu bedienen und im Alltag weniger sichtbar sind. Eine weitere Alternative besteht darin, die Telemetrie des CIs zu nutzen, um Hirnsignale über die CI-Elektroden abzuleiten. Das Ziel dieser Studie [1] war es, zu untersuchen, ob mittels einer einkanaligen CI-basierten Aufzeichnung kortikale Signale gemessen und ob diese dekodiert werden können.
Fünf einseitig ertaubte Probanden, die mit einem Advanced Bionics CI implantiert waren, nahmen an der Studie teil. Die kortikale Antwort auf akustisch präsentierte Sprachstimuli wurde gemessen, während die Versuchsperson auf einen Sprecher achten und einen zweiten ignorieren sollte. Alle Stimuli wurden über In-Ear Kopfhörer über das normal-hörenden Ohr präsentiert. Das EEG wurde einerseits mit einer herkömmlichen EEG-Haube und andererseits mit den CI-Elektroden im kontralateralen Ohr aufgezeichnet. Die Aufzeichnungen wurden verwendet, um die Einhüllende des gehörten Sprachsignals mit Hilfe eines linearen Modells zu rekonstruieren.
Die Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, die Einhüllende des zugehörten Sprachsignals zu rekonstruieren. Die Dekodierungsgenauigkeit war beim mehrkanaligen EEG am höchsten, aber auch mit einem einkanaligen EEG oder der CI-basierten Aufzeichnung war eine Dekodierung möglich. Die Qualität der CI-basierten Aufzeichnungen variierte stark zwischen den Probanden, was unter anderem auf die unterschiedlichen Positionen und Ausrichtungen der CI-Elektroden in Bezug auf den auditorischen Kortex zurückzuführen sein könnte.
Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass es möglich ist, die Hüllkurve eines Sprechers aus einkanaligem EEG oder auch aus einkanaligen CI-basierten Aufzeichnungen zu rekonstruieren. Die Studie weist aber auch auf Notwendigkeit der Verbesserungen des CI Telemetrie Systems hin.