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Dr. Elisabeth Wallhäusser-Franke

Auswirkungen von Hörstörungen und ihrer Rehabilitation auf das Gehirn

Hörstörungen sind weltweit ein bedeutendes und zunehmendes Problem. Sie erschweren die Kommunikation und damit die soziale Teilhabe in allen Lebensbereichen und sind womöglich mit einer erhöhten Neigung zu Depression und einer Einschränkung kognitiver Leistungsfähigkeit assoziiert. Im Mittelpunkt unserer Forschung steht die Untersuchung der Auswirkungen von Hörstörungen und ihrer Rehabilitation auf das Gehirn.

Besonderer Fokus liegt hierbei auf der Untersuchung der erwünschten adaptiven Plastizität nach Hörverlust und Hörrehabilitation durch eine Cochlea-Implantat-Versorgung und auf unerwünschter maladaptiver Plastizität bei Tinnitus. Zur Untersuchung nutzen wir psychophysische Methoden sowie die Elektroenzephalographie (EEG). Ein besseres Verständnis von adaptiver und maladaptiver Plastizität soll langfristig zur Entwicklung therapeutischer Strategien führen welche die kortikale Plastizität gezielt hinsichtlich einer Reduzierung unerwünschter Auswirkungen bzw. einer Optimierung erwünschter Prozesse beeinflussen können. 

Speziell untersuchen wir:

Elektrisches Hören mit Cochlea-Implantaten

Bei Innenohrschwerhörigkeit, d.h. einer Einschränkung der Funktion der Sinneszellen im Innenohr (Cochlea), kommt das Cochlea-Implantat (CI) als Behandlung in Frage, wenn Hörgeräte das Hörvermögen nicht mehr ausreichend verbessern können. Beim CI werden durch direkte elektrische Reizung von Fasern des Hörnervs über Elektroden die defekten Sinneszellen im Innenohr überbrückt. Ein CI besteht aus einem externen Soundprozessor mit Sendespule und einem Implantat, das sich aus einer Empfangsspule, dem Stimulator und dem Elektrodenträger mit den Stimulationselektroden zusammensetzt. In einer ca. 90-minütigen Operation werden die Empfangsspule und der Stimulator unter die Haut hinter dem Ohr implantiert und der Elektrodenträger in die Cochlea eingesetzt. Der extern getragene Soundprozessor setzt die mit den Mikrofonen erfassten Signale in digitale um, verarbeitet und leitet diese zur Sendespule. Die Sendespule überträgt das Signal an die Empfangsspule des Implantats, das die Signale in elektrische Impulse umsetzt und an den Elektrodenträger weiterleitet.

Aufgrund der eingeschränkten elektrischen Übertragung der Bestandteile der natürlichen Hörsignale muss das Hören und insbesondere das Sprachverstehen mit einem CI jedoch wieder neu erlernt werden. Dies setzt eine Anpassung in den Hör- und Sprachgebieten des Gehirns voraus. Im Verlauf der Hörrehabilitation und in unterschiedlich anspruchsvollen Hörsituationen untersuchen wir mittels evozierter Potenziale Veränderungen in den Antworten des Hörkortex und sprachrelevanter Gebiete auf diese elektrischen Hörsignale.

Ziel dabei ist es herauszufinden, ob intensives Hörtraining, der Einsatz optimierter Algorithmen im Sprachprozessor sowie ein besserer Abgleich aller Hörhilfen zu einem besseren und müheloseren Sprachverständnis führen. Darüber hinaus arbeiten wir an der Optimierung von Algorithmen zur automatisierten Entfernung von Artekfakten, welche beispielsweise durch das CI erzeugt und während der EEG-Messung erfasst werden und die Analyse der Hirnaktivität erschweren.

Maladaptive Plastizität bei Tinnitus

Geräusche entstehen normalerweise durch physikalische Schwingungen. Die Ursache des subjektiven Tinnitus, einer bewussten Hörwahrnehmung, ist jedoch eine veränderte Nervenzellaktivität im Gehirn, die nicht durch ein physikalisches Schallereignis ausgelöst wird. Letztendlich ist nicht geklärt, worauf diese Veränderung der Nervenzellenaktivität beruht, sie ist jedoch als indirekte Auswirkung eines Hörschadens anzusehen. Tinnitus wird nur vom Betroffenen selbst wahrgenommen. Daher kann die Tinnituslautstärke nur indirekt ermittelt werden.

Eine teilweise von der Tinnituslautstärke unabhängige Größe ist zudem die mit dem Tinnitus assoziierte Belastung, welche zu einer entscheidenden Einschränkung der Lebensqualität führen kann. Bei Tinnitus interessiert uns die oszillatorische Aktivität im Bereich des Hörkortex sowie in Kortexgebieten, welche mit Aufmerksamkeit, Emotionen und Bewusstsein in Verbindung stehen. Ziele unserer Arbeitsgruppe sind eine Unterteilung der heterogenen Gruppe der Tinnituspatienten in therapierelevante Untergruppen, die funktionelle Analyse der im Gehirn mit Tinnitus assoziierten Veränderungen und die Entwicklung von Tinnitustherapien.

(A): Vergleich akustisch evozierter Potenziale (AEP) vor und nach der automatisierten Artefaktentfernung. (B): Cluster-Analyse für den Gruppenvergleich der Hörkonditionen monaural (nur CI) und bimodal/binaural (einseitige CI-Versorgung und Hörgerät auf dem anderen Ohr) für den Zeitbereich der N100. (C): Eine Quellenlokalisation mit eLORETA zeigt für die Hörkonditionen aus (B) Unterschiede für die N100 im auditorischen Kortex.

Auswahl aktueller Publikationen

  1. Servais JJ, Hörmann K, Wallhäusser-Franke E. Unilateral Cochlear Implantation Reduces Tinnitus Loudness in Bimodal Hearing: A Prospective Study. Front Neurol. 2017; 8:60.
  2. Wallhäusser-Franke E, Repik I, Delb W, Glauner A, Hörmann K. Long-term Development of Acute Tinnitus. Laryngorhinootologie 2015; 94:759-69.
  3. Wallhäusser-Franke E, Delb W, Balkenhol T, Hiller W, Hörmann K. Tinnitus-Related Distress and the Personality Characteristic Resilience. Neural Plasticity 2014:370307.
  4. Wallhäusser-Franke E, Schredl M, Delb W. Tinnitus and insomnia: Is hyperarousal the common denominator? Sleep Med Rev 2013; 17:65-74.
  5. Balkenhol T, Wallhäusser-Franke E, Delb W. Psychoacoustic Tinnitus Loudness and Tinnitus-Related Distress Show Different Associations with Oscillatory Brain Activity. PLoS One 2013; 8:e53180.
  6. Wallhäusser-Franke E, Brade J, Balkenhol T, D’Amelio R, Seegmüller A, Delb W. Tinnitus: Distinguishing between subjectively perceived loudness and tinnitus-related distress. PLoS One 2012; 7:e34583.
  7. Langner G, Wallhäusser-Franke E, Mahlke C. Phantom Sound Tinnitus: A Malfunction of Information Processing in Central Auditory System. Z Audiol 2010; 49:8–21.
  8. Wallhäusser-Franke E, Cuautle-Heck B, Wenz G, Langner G, Mahlke C. Scopolamine attenuates tinnitus-related plasticity in the auditory cortex. Neuroreport 2006; 17:1487-91.
  9. Mahlke C, Wallhäusser-Franke E. Evidence for tinnitus-related plasticity in the auditory and limbic system, demonstrated by arg3.1 and c-fos immunocytochemistry. Hear Res. 2004; 195:17-34.
  10. Wallhäusser-Franke E, Mahlke C, Oliva R, Braun S, Wenz G, Langner G. Expression of c-fos in auditory and non-auditory brain regions of the gerbil after manipulations that induce tinnitus. Exp Brain Res. 2003;153: 649-54.

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