Pierwotnie implanty ślimakowe miały pomagać osobom niesłyszącym w czytaniu mowy z ruchu warg. Dzięki wielkiemu postępowi w technologiach medycznych, otochirurgii i inżynierii rehabilitacyjnej, ich użytkownicy nie tylko rozumieją mowę, lecz także mogą czerpać przyjemność ze słuchania złożonych dźwięków, jakimi są utwory muzyczne. O fenomenie odbioru muzyki przez implant mówił podczas Międzynarodowej Konferencji Naukowej „Muzyka w rozwoju słuchowym człowieka” prof. nadzw. dr hab. inż. Artur Lorens, kierownik Zakładu Implantów i Percepcji Słuchowej IFPS.
Muzyka jest o wiele bardziej skomplikowanym dźwiękiem niż mowa. To dźwięk złożony i bardzo szybko się zmieniający, zarówno jeśli chodzi o jego natężenie, jak i wchodzące w jego skład tony (dźwięki zwane czasem prostymi, o konkretnych częstotliwościach). Mamy możliwość czerpania przyjemności z jej odbioru między innymi dlatego, że ludzkie ucho, dzięki swojej anatomii, rozróżnia tony, których częstotliwości różnią się niewiele, na przykład o kilka herców. Dźwięk, jako fala akustyczna, wywołuje drgania błony bębenkowej, które – przechodząc przez ucho środkowe – trafiają do ucha wewnętrznego, ślimaka. Tam rozchodzą się w płynie (endolimfie) i wprawiają w drgania błonę dzielącą ucho wewnętrzne na dwie przestrzenie, zwaną błoną podstawną. W konsekwencji pobudzane są komórki słuchowe (rzęsate), rozmieszczone wzdłuż błony podstawnej, w narządzie Cortiego. Zależnie od usytuowania komórki te reagują mocniej na tony o konkretnej częstotliwości, a słabiej na tony o innych częstotliwościach. Drgania błony podstawnej wędrują od podstawy ślimaka, gdzie znajdują się komórki czułe na wysokie częstotliwości, do jego szczytu z komórkami czułymi na niskie częstotliwości. Właściwość tę nazywamy tonotopią ślimaka. Dzięki tej właściwości tony wchodzące w skład dźwięku złożonego (w naszym przypadku muzyki) są jakby od siebie rozdzielane i informacja o nich w postaci impulsów nerwowych przekazywana jest osobno przez różne włókna nerwu słuchowego. To daje możliwość ich odróżnienia w ośrodkowym układzie nerwowym (w jego części zwanej drogą słuchową) i „wyprodukowania” adekwatnego wrażenia słuchowego. Wrażenie słuchowe powstaje bowiem w wyniku tzw. przetwarzania centralnego, czyli analizy informacji o dźwięku przekazanej do układu nerwowego. Tak powstaje słuch wysokościowy, pozwalający między innymi na rozróżnienie tonów o różnych częstotliwościach. Nazwa „wysokościowy” bierze się stąd, że subiektywne wrażenie wysokości dźwięku (dźwięk wysoki to taki bardziej piszczący, a dźwięk niski – bardziej buczący) jest związane z częstotliwością drgań. Tony wysokie mają większą częstotliwość od tonów niskich. A zatem ucho działa w sposób podobny do analizatora częstotliwości, czyli urządzenia, które umożliwia rozkład złożonego dźwięku na składowe tonalne. Obrazowo mówiąc, podobnie jak światło białe rozdzielane jest na tęczę barw, tak z sygnału akustycznego dźwięki o wyższych częstotliwościach, które kodowane są bliżej podstawy ślimaka, zostają oddzielone od niższych, kodowanych bliżej szczytu ślimaka. Dlatego też, jak wspomniałem wcześniej, dwa tony niewiele różniące się częstotliwością słyszymy jako dwa różne dźwięki. Możliwość takiego rozróżnienia nazywana jest rozdzielczością częstotliwościową. U osób dobrze słyszących, mających ponad 20 tysięcy sprawnych komórek słuchowych, rozdzielczość częstotliwościowa jest bardzo duża, natomiast u osób z implantem ślimakowym – znacznie gorsza. Słuch wysokościowy użytkowników tego urządzenia nie jest tak dobry jak u ludzi prawidłowo słyszących, bo słyszenie przez implant ma swoją specyfikę i ograniczenia.
Słuch przez implant jest efektem stymulacji elektrycznej nerwu słuchowego za pośrednictwem elektrod wprowadzonych do ślimaka. Ta stymulacja nie jest jednak precyzyjna, ponieważ elektrody pobudzają duże fragmenty ślimaka wokół nich. Dwadzieścia czy dwanaście elektrod składających się na system implantu ślimakowego nie jest po prostu w stanie idealnie zastąpić tysięcy sprawnych komórek słuchowych. Co gorsza, zwiększenie liczby elektrod nie rozwiązuje problemu. Prąd stymulujący rozpływa się bowiem przestrzennie. Oznacza to, że uzyskanie tak specyficznego, ograniczonego do niewielkiego fragmentu nerwu słuchowego, pobudzenia dla danego tonu, jak ma to miejsce przy prawidłowym słuchu, jest niemożliwe. To właśnie użytkownikom implantów nieco utrudnia odbiór muzyki, ale nigdy go nie uniemożliwia. Istnieje zresztą wiele sposobów pozwalających na poprawienie jakości odbioru dźwięków muzycznych przez implant.
U pacjentów z częściową głuchotą, czyli posiadających resztki naturalnego słuchu w zakresie niskich częstotliwości, cel ten można osiągnąć poprzez umiejętne połączenie słuchu akustycznego z elektrycznym. Atraumatyczne wszczepienie elektrody implantu do ucha wewnętrznego umożliwia zachowanie pozostałego słuchu naturalnego oraz daje szansę na takie dopasowanie systemu implantu (dobór odpowiedniej stymulacji elektrycznej), w wyniku którego słuch naturalny łączy się z tym uzyskanym przez implant. Ma to ogromne znaczenie, ponieważ uzyskanie dobrej jakości słyszenia dźwięków niskich dzięki wykorzystaniu części słuchu naturalnego poprawia znaczenie odbiór muzyki.
Poprawę odbioru muzyki przez pacjentów z implantem próbuje się też osiągnąć poprzez rehabilitację słuchu i treningi percepcyjne. Słyszymy uszami, jednak w rzeczywistości „słucha” mózg. To on interpretuje dany dźwięk i tworzy subiektywne wrażenia słuchowe. Wiadomo, że większość funkcji słuchowych jest związana z funkcjami poznawczymi. W skład funkcji poznawczych wchodzi umiejętność odpowiedniego korzystania z wiedzy o dźwiękach przechowywanych w zasobach pamięciowych. Aby rozpoznać niepełną informację o dźwiękach dostarczaną przez implant, mózg musi ją uzupełnić, sięgając do wcześniejszych doświadczeń wchodzących w skład zasobów pamięci długotrwałej. Dlatego pacjentom zaleca się słuchanie znanej im muzyki – przynajmniej na początku powinni oni sięgać po utwory, których brzmienie pamiętają z czasów, gdy mieli jeszcze sprawny słuch. Kiedy te same utwory są przekazywane przez implant w tak jakby niekompletnej wersji, mózg może łatwo uzupełnić brakujące fragmenty, a pacjent z satysfakcją słuchać ulubionej muzyki.
Pacjentom z implantem, którzy chcą delektować się muzyką, zalecamy też, aby słuchali jej wyłącznie z dobrych źródeł. Wszelkie trzaski i zakłócenia dodatkowo utrudniają odbiór. Ułatwia go natomiast podłączenie muzyki wprost do procesora za pomocą odpowiednich akcesoriów.
W świetle najnowszych badań odbiór muzyki przez osoby z implantem poprawia również angażowanie wzroku. Słuch i wzrok są ze sobą powiązane w takim znaczeniu, że mózg może integrować informacje z różnych zmysłów (integracja sensoryczna) w celu wytworzenia danego wrażenia percepcyjnego. Pacjent lepiej słyszy, kiedy widzi, jak powstaje muzyka. Lepiej więc pójść na koncert czy oglądać go choćby w telewizji niż słuchać płyt.
Niektórzy kompozytorzy próbują tworzyć muzykę specjalnie pod kątem osób implantowanych. To muzyka uproszczona, w której większe znaczenie ma rytm, lepiej przenoszony przez implant niż subtelne zmiany melodii (wysokości dźwięku). Oczywiście taka muzyka może sprawiać przyjemność wielu użytkownikom. Nie sprosta jednak oczekiwaniom najbardziej wymagających odbiorców, którzy przed utratą słuchu byli miłośnikami opery albo muzykami. Tym mogę poradzić tylko jedno – aby nie dali się zniechęcić do słuchania muzyki tylko dlatego, że po wszczepieniu implantu nie brzmi ona tak idealnie jak kiedyś i jak najwięcej czasu poświęcali na słuchanie swoich ulubionych utworów. Muzykalność czy wykształcenie muzyczne pacjenta ma ogromne znaczenie. Z naszych doświadczeń wynika, że muzykujący czy zajmujący się zawodowo muzyką pacjenci z implantami osiągają lepsze efekty niż pozostali, zarówno pod względem rozumienia mowy, jak i odbioru muzyki. Mózg ludzi spędzających dużo czasu na słuchaniu muzyki jest bowiem bardziej wytrenowany w analizie odbieranej informacji. Nie tylko bardziej aktywnie odbiera informacje dźwiękowe, lecz także aktywniej ich poszukuje i potrafi uzupełniać brakujące fragmenty.
Szansa na to, że mózg muzyka czy melomana będzie odtwarzał wszystkie niuanse brzmienia muzyki odbieranej przez implant jest duża. Tak przynajmniej można sądzić, obserwując na przykład uczestników i laureatów Festiwalu „Ślimakowe Rytmy”. Mamy okazję podziwiać, jak z roku na rok robią oni wielkie postępy w grze na instrumentach czy w śpiewaniu. Niektórzy dorównują swoimi umiejętnościami muzykom, którzy nigdy nie mieli problemów ze słuchem. Dla nas, naukowców, ich osiągnięcia są nieraz zaskakujące. One dowodzą, jak wielki potencjał ma ludzki mózg i jak wiele jego możliwości jeszcze nie znamy.