Dopasowanie neurokognitywne implantu to unikalny wielodyscyplinarny model opieki pooperacyjnej, wdrożony w Światowym Centrum Słuchu IFPS. Przypomnijmy, polega on na dopasowaniu implantu, a dokładniej parametrów procesora mowy, nie tylko z wykorzystaniem wyników podstawowych badań z zakresu inżynierii klinicznej, lecz także badań elektrofizjologicznych i testów psychologicznych opracowanych pod kątem pacjentów implantowanych.
Dopasowanie neurokognitywne to jedyna metoda, która pozwala pacjentom na osiągnięcie maksimum korzyści z implantu ślimakowego – nie tylko poprawę słyszenia czy rozumienia mowy, lecz także usprawnienie elementarnych funkcji poznawczych (wykonawczych, pamięci, uwagi, percepcji), a nawet funkcji złożonych, takich jak myślenie, język. Mówiąc, że dopasowanie implantu, a dokładniej procesora mowy, ma charakter NEUROkognitywny eksponujemy fakt, że przy ustawianiu jego parametrów bierzemy pod uwagę „wydolność” zakończeń nerwowych w uchu wewnętrznym i kondycję neuronalnych szlaków słuchowych. Jakimi metodami dokonujemy tej oceny, wyjaśnia dr inż. Adam Walkowiak z Zakładu Implantów i Percepcji Słuchowej IFPS.
SŁYSZĘ: Aby pacjent miał jak najlepsze korzyści słuchowe z implantu ślimakowego – co wielokrotnie już podkreślaliśmy w artykułach z cyklu „Mam implant” – konieczny jest prawidłowy dobór parametrów stymulacji. Przypomnijmy na początku, co tak naprawdę dobieramy i dlaczego musimy to robić indywidualnie.
DR INŻ. ADAM WALKOWIAK: Indywidualnie dla każdego pacjenta dobieramy natężenie prądu, który „podajemy” na elektrody implantu i w ten sposób stymulujemy nerw słuchowy. Jest to ogromnie ważne, gdyż przepływ tego prądu przez zakończenia nerwu słuchowego w uchu wewnętrznym (ślimaku) skutkuje słyszeniem. Prąd używany do stymulacji trzeba dobrać w taki sposób, aby – rozpływając się w tkankach ucha wewnętrznego – dotarł do obecnych w ślimaku zakończeń nerwowych. Ten dobór musi być indywidualny, gdyż liczba zachowanych włókien nerwowych może znacznie różnić się u pacjentów. Podobnie odległość między zakończeniami neuronalnymi i elektrodą stymulującą. U niektórych pacjentów, jak zostało to przedstawione na rysunku A, prąd stymulujący nie musi mieć dużego natężenia, bo w uchu wewnętrznym znajduje się dużo zakończeń nerwowych i są one usytuowane bardzo blisko elektrody. U innych pacjentów (rysunek B) natężenie prądu musi być znacznie większe, gdyż odległość pomiędzy elektrodą implantu i zakończeniami nerwowymi też jest znacznie większa.
Aby dla każdego pacjenta dobrać optymalne natężenie prądu, należy wyznaczyć dwa parametry: poziom komfortowego słyszenia, odpowiadający natężeniu prądu wywołującemu wrażenie dźwięku o głośności określanej przez pacjenta jako „głośno, ale nie za głośno”, oraz próg słyszenia, czyli natężeniu prądu, przy którym zaczyna się słyszenie. Wartości te należy określić na każdej z elektrod implantu, czyli w zależności od systemu dla 12, 16, 20 lub 22 miejsc. Tymczasem dzięki rozwojowi technologii optymalny dla pacjenta prąd do stymulacji możemy wyznaczyć dokładniej, obserwując reakcje nerwu słuchowego.
S.: Wydaje się to szalenie trudne. Jakimi metodami można sprawdzić, jak nerw słuchowy odpowiada na stymulację?
A.W.: Metodą rejestracji impulsów elektrycznych, inaczej potencjałów, które generuje nerw poddany stymulacji elektrycznej. Dzięki najnowszej technologii elektrody implantu mogą nie tylko wytwarzać impulsy elektryczne stymulujące zakończenia nerwowe w ślimaku, lecz także odbierać impulsy, które w odpowiedzi na tę stymulację generowane są przez nerw słuchowy. Jeśli więc na jedną z elektrod „podamy” prąd, to na sąsiedniej możemy zarejestrować potencjały, które pod wpływem tej stymulacji wytwarza nerw słuchowy. Odpowiedzi te wynikają z czynności nerwu, dlatego nazywamy je potencjałami czynnościowymi. Warto zaznaczyć, że na nerw składa się wiele włókien nerwowych. Każde z tych włókien pod wpływem stymulacji wytwarza impulsy elektryczne. Podczas badania, jakie wykonujemy u pacjentów, odbieramy ich sumę, dlatego mówimy o rejestracji całościowego potencjału czynnościowego.
Całościowy potencjał czynnościowy to zakodowana informacja o dźwięku, która wędruje do mózgu i jest interpretowana jako wrażenie słuchowe. Jeśli zatem zaczynamy rejestrować ten potencjał, to znaczy, że nerw zareagował na stymulację, a pacjent będzie miał wrażenie słuchowe. Ponadto na podstawie sumy odebranych potencjałów jesteśmy w stanie oszacować, jaka część tej informacji (mniejsza lub większa) dociera do centralnego układu słuchowego. Pomiar potencjałów jest więc miarą sprawności nerwu słuchowego i wskazówką, na ile należy zwiększać lub zmniejszyć stymulację elektryczną, aby konkretny pacjent słyszał jak najlepiej i rozumiał mowę.
S.: A jeśli w odpowiedzi na stymulację elektroda implantu nie rejestruje potencjałów?
A.W.: To znaczy, że natężenie prądu używanego do stymulacji jest niewystarczające i trzeba je zwiększyć lub też że nerw jest uszkodzony. W tym ostatnim przypadku niewiele możemy już zrobić – zwiększenie natężenia prądu nie ma sensu, bo informacja o dźwięku i tak nie zostanie przekazana do mózgu. W tym przypadku lepiej jest wyłączyć dana elektrodę i zaprogramować procesor tak, aby jej funkcje przejęły elektrody sąsiednie, znajdujące się w miejscu, w którym nerw jest zachowany
S.: Zakładając, że potencjały są rejestrowane – czy na ich podstawie możemy oszacować z wyprzedzeniem, jakie korzyści z implantu może mieć pacjent?
A.W.: Tak. Rejestrując sumę potencjałów czynnościowych, dowiadujemy się nie tylko tego, jakie natężenia prądu należy zastosować podczas neurodopasowania, lecz także na podstawie analizy kształtu tego potencjału (morfologii zapisu) oszacować, na ile uzyskane dzięki stymulacji elektrycznej wrażenie słuchowe będzie dokładne. Na podstawie wyników oceny kształtu zapisu możemy wnioskować, czy pacjent będzie dobrze rozumiał mowę i czy wyniki całej terapii mogą być dobre. Przy tej ocenie posługujemy się zalecaną przez WHO skalą oceny problemu pobudzenia elektrycznego nerwu słuchowego, w której kolejne cyfry opisują problem w przesyłaniu informacji przez nerw słuchowy do mózgu:
0 – brak problemu
1 – mały problem
2 – umiarkowany problem
3 – znaczny problem
4 – skrajnie duży problem
Dzięki tej skali informacja na temat kondycji nerwu słuchowego jest zrozumiała nie tylko przez specjalistów, którzy dopasowują implant, lecz także rehabilitują pacjentów. Jeśli u pacjenta występuje np. skrajny problem z przekazaniem informacji, bo nerw nie funkcjonuje prawidłowo ( na przykład składa się ze zbyt małej ilości zachowanych włókien nerwowych), należy zastosować odmienne niż u innych sposoby rehabilitacji. To niezwykle ważne, jeśli weźmiemy pod uwagę, że zwłaszcza po bardzo długim okresie niesłyszenia kondycja nerwu słuchowego może nie być dobra – nadających się do stymulacji, przetrwałych zakończeń nerwowych pozostaje w nim niewiele.
S.: Niepobudzany przez dźwięki nerw słuchowy przestaje działać?
A.W.: Ten nerw po prostu obumiera. Z upływem czasu systematycznie zmniejsza się w nim liczba komórek nerwowych nadających się do stymulacji. Tak wynika zarówno z danych w literaturze naukowej jak i naszych badań.
S.: Człowiek może zatem zacząć źle słyszeć z dwóch powodów – nie tylko z powodu braku komórek słuchowych lecz także z powodu obumarcia włókien nerwowych zdolnych do odbioru informacji słuchowej…
A.W.: … taki człowiek może gorzej słyszeć jeszcze z trzeciego powodu – deprywacji centralnej, czyli zaniku umiejętności przetwarzania dźwięku przez centralny ośrodek nerwowy. W tym miejscu warto jednak zwrócić uwagę, że nie u wszystkich pacjentów te procesy mają jednakowy przebieg. Nie każdy pacjent odcięty od dźwięków przez 20 lat ma taki sam uszczerbek komórek nerwowych w nerwie słuchowym i taki sam kłopot z obróbką informacji na poziomie centralnego układu nerwowego. Te patologiczne zmiany – co chcę mocno podkreślić – mają charakter indywidualny.
Podam przykład niesłyszącego pacjenta. Wiemy, że on nie słyszy, ale nie wiemy, w jakiej kondycji jest jego nerw słuchowy – czy w ślimaku zakończenia nerwowe przetrwały, czy też tylko część z nich nadaje się do stymulacji. Ucho wewnętrzne unerwia ok 20 tys. włókien – od podstawy do szczytu ślimaka. Na całym tym obszarze ilość zakończeń nerwowych może być zmniejszona równomiernie, ale mogą być także ich miejscowe ubytki. Te fragmenty ślimaka nie są w stanie przyjąć dostarczanej informacji, dlatego elektroda w tym obszarze powinna być wyłączona.
S.: Pacjenci mają nieraz obawy, że wyłączenie jednej z elektrod powoduje uszczuplenie informacji.
A.W.: Tak nie jest. Nie wszyscy pacjenci muszą mieć włączone wszystkie elektrody. Jeśli w wyniku niedosłuchu część ślimaka jest pozbawiona zakończeń nerwowych, trzeba czasem wyłączyć nawet kilka. Na tym między innymi polega NEUROdopasowanie. Zarówno z prac naszych, jak i amerykańskich naukowców, m.in. z Vanderbilt University, wynika, że w pewnych przypadkach ograniczenie liczby stymulujących elektrod prowadzi do polepszenia a nie pogorszenia przekazu informacji.
S.: Czy są inne powody, dla których należy rejestrować potencjały czynnościowe?
A.W.: Niedosłuch, o którym mówiłem, nie jest jedyną przyczyną zaburzeń przewodzenia nerwu słuchowego. Nerw ten może zostać uszkodzony również np. w wyniku zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych. Zaburzenia w przewodzeniu towarzyszą także osyfikacji (kostnieniu) ślimaka. W tym ostatnim przypadku samo włożenie elektrody do ślimaka może być bardzo trudne. Jeśli jednak otochirurgowi uda się to zrobić, to efekt całej terapii nie musi być dobry z tego powodu, że w zarastającym ślimaku (skostnienia, zwłóknienia) „rozpływ” prądu jest utrudniony, przez co w nerwie słuchowym nie dochodzi do wystarczająco silnego pobudzenia. W skrajnych sytuacjach elektroda, napotykając na przeszkodę w kostniejącym ślimaku, zamiast przechodzić w głąb ucha wewnętrznego, zawija się w pętelkę. Rozkład pobudzeń jest wówczas całkowicie zaburzony, przez co pacjent traci znaczną część przekazywanej informacji i nie może mieć dobrych korzyści z implantu. W każdym z takich trudnych przypadków, dzięki pomiarowi potencjałów czynnościowych, jesteśmy w stanie wykryć istniejące problemy w uchu wewnętrznym. Co jednak najbardziej istotne, możemy wskazać te obszary w ślimaku, których stymulacja u każdego z pacjentów będzie najbardziej efektywna. Alternatywną metodą byłoby robienie badań CT, co narażałoby pacjenta na niepotrzebne napromieniowanie.
S.: Reasumując, bez oceny sprawności nerwu słuchowego nie ma raczej szansy na optymalne dopasowanie implantu. Jakie błędy można popełnić, nie wykonując tego badania?
A.W.: Rzeczywiście, pomiar potencjałów czynnościowych umożliwiających dobór odpowiedniego prądu, zarówno jeśli chodzi o jego intensywność, jak i wybór odpowiedniego miejsca jego przekazywania to decyzje kluczowe. Jeśli na etapie dopasowania implantu się tego nie uwzględni, istnieje duże ryzyko, że poziom stymulacji będzie albo zbyt mały, albo zbyt duży. W tym pierwszym przypadku informacja nie trafi do mózgu i pacjent nie będzie dużo słyszał. W tym drugim – słyszenie może być związane ze zbyt dużym dyskomfortem np. małego pacjenta. I nawet jeśli on je zaakceptuje, to nie znaczy że zdoła wychwycić wszelkie szczegóły zawarte w informacji. Ponadto, nie wiedząc nic na temat rozkładu pobudzeń w ślimaku, który – jak mówiłem – może być nierównomierny, będziemy dostarczać informację niejako „na ślepo”, nierzadko do miejsc, w których nie może być ona odebrana. Przy obecnym postępie wiedzy i metodologii badań takie przypadki zdarzać się już nie powinny. Niestety, nie wszystkie ośrodki leczenia zaburzeń słuchu, nadążają za postępem i niekiedy oferują przestarzałe metody dopasowania, w których nie uwzględniają tych NEUROdanych. Niezwykle ważne jest więc, aby pacjenci byli tego świadomi i rozumieli, że tylko NEUROdopasowanie może zagwarantować im maksimum korzyści z implantu.
Rozmawiała: Jolanta Chyłkiewicz