Description du projet
Des outils d’évaluation des performances de l’implant cochléaire électrique
Le dysfonctionnement cochléaire touche des millions de personnes dans le monde. Un implant cochléaire électrique (ICe) peut restaurer partiellement la sensation d’audition en stimulant le nerf auditif. Cependant, l’audition qui dérive de l’ICe diffère de l’audition normale. Les utilisateurs éprouvent des difficultés à comprendre la parole dans les environnements bruyants car le signal électrique active de très nombreux neurones, ce qui limite les canaux de perception. L’optogénétique permet de stimuler le nerf auditif par le biais d’un implant cochléaire optique (ICo). Malgré des applications cliniques prometteuses, divers défis doivent être abordés en matière de développement, notamment la nécessité de disposer d’un outil d’évaluation de l’efficacité préclinique. Le projet OPTOCODE, soutenu par le programme Actions Marie Sklodowska-Curie,se propose de développer des outils d’évaluation des performances de l’ICo chez les gerbilles de Mongolie en utilisant les réponses du tronc cérébral, des modèles prédictifs et l’apprentissage automatique. Cette approche permettra d’accélérer le développement de l’ICo et d’améliorer les essais cliniques des implants neuronaux optiques.
Objectif
Hearing loss affects millions of people worldwide. In cases of pronounced cochlear dysfunction, an electrical cochlear implant (eCI) can partially restore hearing sensation by electrically stimulating the auditory nerve. Until now, the eCI is the most successful and broadly used neuroprosthesis, with more than 1 million users worldwide (WHO, 2021). However, eCI hearing is far from normal: eCI users can typically not comprehend speech in noisy environments, because the electrical signal spreads widely and excites a large number of neurons of the auditory nerve, which limits the number of separate perceptual channels.
Using optogenetics, it is possible to stimulate the auditory nerve using an optical cochlear implant (oCI). As light spread can be better confined in space, oCIs offer lower spread of excitation and, hence, greater frequency selectivity. This way, future clinical oCIs promise more perceptual channels, allowing for more pitch appreciation and better understanding of speech in noise. However, there are many challenges in the development of the oCI en route to clinical application. Importantly, we are currently missing a holistic assessment tool for preclinical efficacy which could serve oCI optimization.
I will develop a set of methodological and computational tools to assess the oCI performance in vivo, in the Mongolian gerbil. First, I will use the brainstem responses to map the frequency activation of separate optical channels. Second, I will develop predictive models that derive the optogenetically and acoustically evoked responses of the midbrain, applying machine learning techniques. Third, I will use the above-mentioned tools to identify the optimal coding strategy for the oCI. This project will accelerate the development of the oCI, and provide benchmarking standards for the clinical trials of optical neural implants.
Champ scientifique
Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Régime de financement
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinateur
37075 Goettingen
Allemagne