Forschungsprojekt zur Informationsverarbeitung im Hörsystem

Die geheime Welt der Physiologie

Als Hörakustiker kennt man die Vorgänge des Hörprozesses nur all zu gut - glaubt man. Genauestens erkärt man seinen Kunden, wie sich der Schall kontinuierlich von der Ohrmuschel über das Mittelohr zum Innenohr bewegt und wo er in "elektrische Energie" umgewandelt wird. Im Hörzentrum, auch das weiß man, werden diese Potenziale wieder zu einem Wort oder einem Geräusch zusammengefügt.

Um diese Prozesse ganz genau zu erforschern, haben Biologieprofessor Eckhard Friauf der RPTU und Biophysikprofessorin Jutta Engel der Universität des Saarlandes ein Stipendium erhalten, mit dem das Forschungsprojekt umgesetzt und von interessierten Doktoranden unterstütz werden soll.

Die Professoren beantragten bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) die Forschungsgelder für ein Schwerpunktprogramm mit der Bezeichnung »Ultraschnelle und zeitlich präzise Informationsverarbeitung im normalen und funktionsgestörten Hörsystem«. Sie wurden vorerst auf drei Jahre mit einem jährlichen Budget von 1,2 Millionen Euro genehmigt; es ist aber zu erwarten, dass es auf weitere drei Jahre erweitert wird. Dabei geht es den Forschern vorwiegend darum, die beteiligten molekularen und zellulären Substrate des Hörvorgangs zu identifizieren, um dann darüber ihre Funktion und Fehlfunktion im peripheren und zentral auditorischen System zu entschlüsseln.

Heutiger Stand der Forschung

Einige dieser Substrate sind bereits erforscht. So weiß man z. B., dass bei den äußeren Haarsinneszellen das für die Frequenzunterscheidung und Schalldruckverstärkung verantwortliche Protein das Prestin ist. In Wissenschaftskreisen wird es auch das »Motorprotein« genannt. Die inneren Haarzellen stimulieren über einen Transmitter die auditorischen Neurone, wodurch das Kalzium in die Zellen strömen kann. Nun gibt es Menschen, die aufgrund eines »Gendefekts« unter dem Funktionsverlust der Kalziumkanäle leiden und die u. a. taub sind. Prof. Dr. Tobias Moser forscht im Bereich Neurowissenschaften an der Universität Göttingen im Labor mit Mäusen genau an dieser Stelle. Im sogenannten Rescue-Programm ist es ihm gelungen, dieses fehlende Protein zu ersetzen.

Ist die Zündkerze verrußt, springt der Motor nicht an

Prof. Friauf erklärt sein Vorhaben sehr anschaulich und setzt dabei die Stationen des Hörens mit einem Kraftfahrzeug gleich. Um einen Wagen starten zu können, benötigt man einen Zündschlüssel. Dreht man diesen im Zündschloss, startet ein Anlasser den Motor, der aber seinen Zündfunken z. B. durch die vorgeschalteten Zündkerzen erhält. Ist auch nur eines dieser Teile defekt, kann das Fahrzeug nicht starten. Genauso müsse man sich den Hörvorgang vorstellen: Fehlt auch nur ein einziges Substrat oder arbeitet es fehlerhaft, egal an welcher Stelle, ist der Hörvorgang gestört und die Entwicklung des gesamten Hörorgans beeinträchtigt oder gar unmöglich. So wiesen z. B. die Hörbahnen der Mäuse keinerlei Entwicklung auf. Ganz wie ein Muskel, der zwar intakt ist, aber verkümmert, da er nie genutzt wird.

Koordination

Seitens der Koordinatoren werden echte Organisationstalente gefragt sein, da die verschiedenen Forschungsergebnisse aus den interdisziplinären Bereichen, wie z. B. Biologie, Human- und Mausgenetik, Computational Neurosience und Mathematik, zeitnah zusammengetragen werden müssen.

Ausblick auf wertvolle Ergebnisse

Einer der Hauptbeweggründe der Initiatoren war es, dass hörbeeinträchtigte Menschen trotz guter Hörgeräte oder Cochlea-Implantate noch immer ein stark beeinträchtigtes Sprachverstehen in geräuschvollen Situationen sowie Auffälligkeiten im Richtungshören nachweisen. Ein Thema, mit dem Hörgeräteakustiker tagtäglich konfrontiert sind.

Besonders interessant dürfte diese Forschungsarbeit aber auch für alle diejenigen sein, die sich mit dem Thema der Auditiven Verarbeitungs- und Wahrnehmungsstörung (AVWS) beschäftigen. Die Betroffenen zeigen ein unauffälliges Tonaudiogramm sowie ein gutes Sprachverstehen in Ruhe. Sollen betroffene Kinder aber in geräuschvollen Situation diskriminieren, erreichen sie häufig unzufrieden stellende Ergebnisse.

Corinna Ruhl: "Die geheime Welt der Physiologie", Hörakustik, Ausgabe 07/2011, S. 13 ff.