Infrarood kan doven mogelijk weer laten horen

Onderzoekers van de University of Utah zijn erin geslaagd om via pulsen van infraroodlicht oorcellen te stimuleren tot het maken van signalen die normaal naar het brein worden gestuurd. De ontdekking kan leiden tot nieuwe hoortoestellen.

In hun experimenten stimuleerden de wetenschappers binnenoorcellen van Opsanus Tau, een visachtige die vaak voor oorexperimenten wordt gebruikt. Daarbij vonden zij dat infraroodstraling de binnenoorcellen aanzet tot het uitscheiden van een neurotransmitter die verantwoordelijk is voor communicatie door middel van neuronen die naar het brein leiden. Volgens de onderzoekers kan infraroodlicht een alternatief vormen voor elektronische pulsen om doven weer te laten horen, door niet-functionerende oorcellen weer aan de praat te krijgen.

Naast binnenoorcellen werden ook hartcellen van een rat met infraroodlicht gestimuleerd. Daarbij bleek dat er contractie optrad, wat de basis is voor een hartslag. Hierdoor kan infraroodlicht mogelijk in de toekomst als pacemaker worden gebruikt.

Er werd gebruikgemaakt van infraroodlicht omdat de frequentie hiervan specifiek mitochondria kan activeren; een mitochondrium is de 'energiefabriek' van de cel. Omdat zo goed als alle cellen gebruikmaken van mitochondria voor de energieverwerking, kan infraroodstimulatie ook werken voor andere afwijkingen.

De ontdekking leidt niet op korte termijn tot nieuwe implantaten, omdat het onderzoek alleen nog maar op cellen is uitgevoerd. Vervolgonderzoek en in vivo-experimenten zijn nodig om te bepalen of dit in de mens gebruikt kan worden. Dit gaat waarschijnlijk nog jaren duren.

Reacties (55)

[Anoniem: 175233]

We zullen zien... Ik ben voorlopig niet zo erg overtuigd. Mitochondrien zijn gewoon de energie centrales van cellen, en hebben geen specifieke gehoorfunctie. Als je door die te stimuleren toch een response krijgt, dan is dat eigenlijk een artefact van die cel... Dat zou die niet moeten doen! Blijkbaar krijgt hij dus zo'n opdonder, dat hij ongecontroleerd een signaal produceert. Kun je er donder op zeggen dat andere functies in de cel ook een optater krijgen, en dingen doen die ze niet zouden moeten doen. En dat is gegarandeert niet goed voor het functioneren van de cel.

[Anoniem: 389352]

Vandaar ook verder onderzoek en experimenten.
Cellen bestaan uit een aantal onderdelen waarvan de mitochondriën schijnbaar gevoelig zijn voor IR-licht. Dat wil niet direct zeggen dat andere onderdelen hier ook een effect op gaan hebben. In de tekst staat dat IR gekozen is omdat de frequentie hiervan specifiek de mitochondria activeert.
Met huidige elektronische technieken wordt er ook een signaal naar het orgaan gestuurd om een reactie op te roepen die het uit zichzelf niet meer geeft. Wat dat betreft is IR waarschijnlijk beter gericht op alleen de mitochondriën.
Indien deze technologie in staat is om cellen te activeren die dusdanig beschadigd zijn, dat ze zelf geen binnenkomende signalen (zoals geluidsgolven) meer kunnen verwerken, zijn er heel veel mogelijkheden die het leven voor veel mensen aangenamer kunnen maken.

[Anoniem: 175233]

Het probleem is nou juist dat mitochondrien a-specifiek zijn. Ze produceren simpelweg de chemische energie (ATP) die gebruikt wordt door alle onderdelen van de cel. Maar er zit dus niets in wat iets met het gehoor te maken heeft.

Op de een of andere manier reageert de cel op een overschot aan ATP door een signaal af te geven... Dat hoort die niet te doen! Immers, de cel hoort alleen te reageren als hij een geluidsprikkel ontvangt. Blijkbaar dat de onderdelen die geluid omzetten in een elektrisch signaal dus ook die signalen produceren wanneer je maar een enorme berg ATP aan ze geeft. Een ongecontroleerde signaal afgifte dus!
Aangezien de meeste biologische processen sterk verwand zijn, ligt het voor de hand dat andere onderdelen van de cel óók dergelijke ongecontroleerde signalen gaan afgeven. En daar wordt je meestal niet vrolijk van.

Je zou de mitochondrien met de voeding van je computer kunnen vergelijken. De niet-reagerende audio sensors, is dan bijvoorbeeld het toestenbord van je computer. Omdat het toetsenbord kapot is, lukt het je niet om tekst in je editor te typen. Maar door nu met de voeding te kloten, lukt het om letters op het scherm te krijgen... Klinkt dat als een veelbelovende manier om een alternatief voor je toetsenbord te maken?

[T-men]

Het verschil is dat een toetsenbord eenvoudig te vervangen is. In jouw vergelijking zou dus toe moeten voegen dat dat defecte toetsenbord onvervangbaar is.

Wat hier gebeurt, als de onderzoekers voor elkaar krijgen waar ze op hopen, is dat jij op jouw voeding net zo makkelijk kan typen als je dat op het toetsenbord gewend bent.

En ja, dan klinkt dat als een veel belovend alternatief !

[Finraziel]

Nou heb ik niet zo heel veel kaas gegeten van microbiologie, maar hebben de cellen waar hier over gesproken wordt dan meerdere functies buiten een signaal afgeven bij waarneming van een specifieke frequentie? Als de cel aan een zenuw hangt en het enige dat hij doet is een signaal die zenuw in gooien, of niet, dan kan ik me voorstellen dat het beïnvloeden van zijn energieniveau precies doet wat je wil, en verder niks (want de cel doet niks anders).

[Anoniem: 175233]

Er zitten tientallen organellen, en duizenden receptoren in een cel. Die hebben allemaal hun taak. Je moet immers ook gewoon de cel in leven houden, en de correcte eiwitten produceren. Als één receptor in de cel ongecontroleerde dingen gaat doen, dan geldt dat waarschijnlijk ook voor de andere receptoren.
Een ongecontroleerd afvurende groeihormoon receptor is één van de meest bekende vormen van kanker. Dus ja, het is wel degelijk heel erg vervelend als andere onderdelen van de cel ongecontroleerde dingen gaan doen! Niet vanwege de elektrische signalen die de cel dan afgeeft, maar vanwege de duizenden andere processen die zich in iedere cel afspelen.

[MSalters]

Cellen in hogere organismen zijn gespecialiseerd. Daarom hebben we rode en witte bloedcellen, zenuwcellen, vetcellen, etcetera. Ja, er zijn dingen als mitochondrien die ondersteunende taken verrichten, zoals energievoorziening. Dat is ondersteunend.

Als je gericht (mitochondrien in) zenuwcellen stimuleert, dan zal je niet zomaar groeihormonen produceren. Het DNA daarvoor staat uit in zenuwcellen. Je mag redelijk verwachten dat de zenuwcel zich dus blijft gedragen als een zenuwcel, en dus prikkels doorgeeft. Het is tegelijkertijd niet verassend dat met meer beschikbare energie de prikkel sterker is.

Het grootste gevaar dat ik zie is epilepsie. Dat is namelijk het bekende symptoom wat hoort bij onterecht vurende zenuwcellen.

[Flappiewappie]

Dit is inderdaad ook wat ik lees, ze pompen er wat licht energie in, daar reageren de cellen op, en daarop volgend geven ze een (zo te lezen) willekeurige reactie.

Dit is allemaal nog in een vrij premature fase.

[ReDnAx1991]

Einstein: "If we knew what we were doing, it wouldn't be research"

Wees blij dat er onderzoek gedaan wordt, stilstand is achteruitgang, ik zie zeker toekomst in deze techniek, tenslotte is infrarood niet schadelijk.

De tong van een slang vangt ook infrarood straling op, waarom zouden onze cellen dat niet kunnen.

[T-men]

Geweldige ontwikkeling !

Licht is altijd een prettiger oplossing dan versterken (en dus nog meer harde geluiden het oor in sturen)

Hier de reeds bestaande elektrische versie, waar in het artikel spreke van is.

Een cochleair implantaat - kortweg CI - is een elektronisch implantaat dat geluid omzet in elektrische pulsen die de gehoorzenuw in de cochlea (of slakkenhuis) direct stimuleren. De hoorfunctie van buiten-, midden- en binnenoor inclusief de 16.000 trilhaartjes in de cochlea worden voor een deel overgenomen door (maximaal) 24 elektroden van een cochleair implantaat. Met een CI kunnen personen die geen of nog maar een beperkt restgehoor bezitten in beperkte mate (weer) klanken, geluiden en spraak waarnemen.

[ErrieR]

Voordat ik te enthousiast wordt:

Ik draag aan beide kanten een toestel en heb een aardige ski-slope aan gehoorverlies.
Dit komt mede doordat ik 5x aan mijn oren ben geopereerd. Daardoor is het binnenoor (slakkenhuis) behoorlijk beschadigd, omdat er dan geboord wordt in het bot. Dit geeft zoveel lawaai dat je plots gehoorverllies lijdt. M.a.w. het is net alsof ik disco/lawaaidoof ben.

Ik vraag me nou af of dit infrarood licht dan nog wel wat doet. De cellen zijn immers niet meer functioneel?

[T-men]

Ik ben geen arts, maar volgens mij zijn bij 'lawaai-dove' cellen de trilhaartjes 'afgebroken'. (voor een foto: zie hier)

Hoe langer die trilhaartjes zijn, hoe makkelijker ze uiteraard bewegen. Zachte geluiden zijn niet in staat deze afgebroken, dus kortere haartjes te laten bewegen. De cel constateert geen geluid meer en is daarmee doof/slecht-horend, maar funktioneert opzich verder nog wel.

In het artikel is sprake van de cel rechtstreeks met infra-rood licht te stimuleren. Daarbij wordt de funktie van het trilhaartje dus feitelijk overgeslagen. Het maakt dan niet meer uit of dat haartje nu afgebroken is of niet. Dus ja, voor jou zou dit (in de toekomst) best wel eens een oplossing kunnen zijn.

[Reactie gewijzigd door T-men op 23 juli 2024 08:47]

[th4k1ck3r]

Hallo Errier,

Om je vraag te beantwoorden:

De cellen zijn wel nog functioneel, maar ze kunnen het trillen van de trilharen niet meer zo goed waarnemen. Dit komt door de door jouw benoemde overbelasting.

[th4k1ck3r]

Om te reageren vanuit ervaring:

Onderzoeken ter bevordering van het gehoor staan op een erg laag pitje. Ik ben blij als er iets nieuws ontdekt is omtrend gehoorverlies, maar ik bedenk me daar altijd bij dat het budget voor dit soort onderzoeken zeer laag is. Ik juich alle soorten onderzoek naar alle mogelijke denkbare vormen van technologie toe, aangezien dit ons als mensheid alleen maar zal helpen. Desondanks vind ik het zeer jammer dat er meer budget wordt vrijgemaakt voor onderzoek naar nieuwe wapens dan voor onderzoek naar het verbeteren of oplossen van gehoorproblemen/slechtziendheid/etc.

Ik heb zelf, net zoals ErrieR ook aan beide kanten hoorapparaten. Ik weet zeker dat er tijdens mijn leven nog een oplossing wordt gevonden voor mijn gehoorprobleem door, bijvoorbeeld, het geheel vervangen van het inwendig oor, maar ik denk toch dat het niet voor mijn 50e zal zijn (nu 23).

Want zeg nu zelf: Door de ontdekking dat mytochondriën in cellen geactiveerd kunnen worden door infraroodlicht denkt toch niemand als eerste aan een gehoortoepassing?

[Icekiller2k6]

Tja het idee is als de genetica zover vooruit is dat we blindheid/doofheid kunnen uitsluiten op een genetisch niveau dan wordt die groep nog kleiner..

en dan krijg je weer het probleem zoals bij zeldzame ziektes.. dat daar geen onderzoek naar gedaan wordt om het niet baat (opbrengst-kost = te weinig / geen winst)

En bedrijven die de kennis/patenten/.. hebben voor dit soort dingen gaan daar dus niet op in.

Tenzij de overheid hier sterk in subsidieert.


Ik vrees dat we de oplossing voor doofheid/blindheid op het niveau moeten gaan zoeken van stamonderzoek ..

edit:
persoonlijk denk ik .. (of vermoed ik misschien beter gezegd) dat er nog altijd geen genees middel voor hiv/aids is omdat de medicatie teveel opbrengt..

[Reactie gewijzigd door Icekiller2k6 op 23 juli 2024 08:47]

[th4k1ck3r]

persoonlijk denk ik .. (of vermoed ik misschien beter gezegd) dat er nog altijd geen genees middel voor hiv/aids is omdat de medicatie teveel opbrengt..

Ik neem aan dat je hier te weinig bedoelt?

Ik begrijp jouw punt. Echter, de groep slechthorenden/doven is groter dan je denkt:

1,4 miljoen van de Nederlandsers is slechthorend ( Hoorstichting ). Hier zijn geen doven in meegenomen!!!

Toch ben ik van mening dat er veel meer onderzoek gedaan moet worden naar ziektes dan naar (bv) snellere smartphones!
Helaas verkopen de smartphones wel een stuk beter

Edit: Link

[Reactie gewijzigd door th4k1ck3r op 23 juli 2024 08:47]

[Kroepoe]

Nee hij bedoeld te veel

Als er een oplossing komt, dan hoeft er nadat het opgelost is geen medicatie meer worden te verschaft. Oftewel geen constante cashflow voor de bedrijven die die medicatie produceren.

Als je er heel veel geld aan uit moet geven om een oplossing te produceren en daarna alleen maar minder geld binnen krijgt, dan zie ik daar wel een reden voor een bedrijf om het niet te doen. Of het ethisch verantwoord is is een andere vraag..

[MSalters]

Onzin redenatie. Er zijn miljoenen bedrijven die nu nul euro verdienen aan AIDS medicatie. Een AIDS medicijn zou miljarden opleveren. Dat is voor die bedrijven winst, ook al gaat het ten koste van de (paar) andere bedrijven die miljarden verdienen aan AIDS medicijnen. Kapitalisme werkt inderdaad niet met een of twee bedrijven, maar juist wel als er veel bedrijven zijn.

[Anoniem: 175233]

Jahoor, daar komen de samenzweringstheorien weer om de hoek kijken...

Waarom kunnen mensen nou niet simpel accepteren dat hiv/aids een enorm ingewikkelde ziekte is, en er daarom nog geen afdoende geneesmiddel is?!?!

NB: Voor vrijwel geen enkel virus hebben we effectieve geneesmiddelen. Wat we goed kunnen bestrijden zijn bacterien. Maar virussen moeten hoofdzakelijk door het lichaam zelf laten bestrijden.

[Bloemstukje]

Laat dit over pak m beet 25 jaar doorontwikkeld zijn. Dan vind ik dat nog steeds behoorlijk snel, en echt een mega uitvinding !

[Maistah]

Jazeker! Dit is nou hét voordeel van technologie voor onze primaire behoeften. Ik vind dit alleen maar prachtig nieuws. Aangezien doofheid (gedeeltelijk) in de familie zit bij mij, ben ik al helemaal blij om dit te horen! Ik ben echter wel benieuwd naar de hoeveelheid gehoor dat je terugkrijgt.

[Decipher666]

Aangezien doofheid (gedeeltelijk) in de familie zit bij mij, ben ik al helemaal blij om dit te horen!

Beetje flauw misschien maar ben ik de enigste die dat een lollige opmerking vind?

OT: Wel weer een mooie vooruitgang in de techniek. Als dit dadelijk dan ook tot daadwerkelijk betere hoortoestellen zou leiden. Is het dan zo dat je dan een hoortoestel bijvoorbeeld snachts in kunt doen zodat hij de mitochondria dan stimuleert zodat ze overdag of een bepaalde tijd in ieder geval blijven functioneren?

[Finraziel]

Zoals ik het artikel lees denk ik dat het er eerder op neerkomt dat het mogelijk zou zijn om bepaalde cellen dmv deze techniek aan te sturen om ze op dat moment aan te sporen een signaal aan de hersenen te sturen die dit dan als geluid ervaren. Zo zou je dus eventueel het deel van je oor dat kapot is over kunnen slaan en direkt signalen naar de hersenen sturen, maar je blijft wel gewoon zo'n apparaatje nodig hebben.
Aangezien huidige gehoorapparaten volgens mij echter weinig meer doen dan de boel flink versterken lijkt me dat echter inderdaad een enorme vooruitgang (als het ze uiteindelijk lukt dit zo te ontwikkelen).

[Cybergamer]

Nee hoor, er zijn ook verschillende implantaten die dmv trillingen werken. Waaronder bijvoorbeeld de BAHA, die ikzelf gebruik.

Maar het is wel erg leuk om te lezen dat het nu ook mogelijk is met infrarood. Grappig eigenlijk, gezien hoe oud de techniek van infrarood zelf is en wat er allemaal nog steeds mee te doen is.

[Reactie gewijzigd door Cybergamer op 23 juli 2024 08:47]

[Altaphista]

Misschien ben je niet de enige die het leuk/grappig vindt, maar of je de enigste bent betwijfel ik

[almar]

Leuk om te horen dat het zo kan. Jammer alleen dat in het artikel niet duidelijk wordt wat het voordeel van infrarood is op de standaard elektrische signalen die een CI doorvoert. Als je de implementatie van de huidige elektroden in de CI in acht neemt, dan zie ik niet 1,2,3 hoe dit beter kan met een infraroodsignaal dat naar mijn idee veel meer ruis zou geven?

[MaximusTG]

Nee, inderdaad, het artikel is niet echt specifiek. Ik veronderstel dat het voordeel van een dergelijke techniek is dat het gerichter kan worden gebruikt op plekken in het slakkenhuis. Een regulier CI werkt doordat de elektroden (door o.a. superpositie) neuronen activeren die normaal door de trilhaartjes werden geactiveerd. Het slakkenhuis werkt in principe als een bandpassfilter. Elke plek in het slakkenhuis is gevoelig voor een bepaalde range frequenties. Bij een CI zit een microfoon en een computer die het geluid opdeelt in die gebieden en op basis daarvan plekken in het slakkenhuis stimuleert.
Als je met infraroodlicht kunt stimuleren heb je ook geen last van 'overspraak', doordat een verkeerd neuron wordt geactiveerd door je elektrische stimulatie.
Maar goed, het jammere van dit soort berichten is altijd dat het heel veel ophef om feitelijk niks veroorzaakt, het staat immers pas in de kinderschoenen.
Net zoals een bericht laatst hier op tweakers over een brain computer interface. Nu heb ik zelf met iets dergelijks gewerkt (het meten van het effect van motor imagery vergeleken met het daadwerkelijk uitvoeren daarvan) en weet hoe beperkt en moeilijk dat is. Als je dan de reacties leest dan is voor sommige mensen niets te gek meer.

[Neophyte808]

Ik heb even over het achtergrondartikel heen gelezen en blijf nog steeds sceptisch:

"Infrared light can be felt as heat, raising the possibility the heart and ear cells were activated by heat rather than the infrared radiation itself. But Rabbitt and colleagues did "elegant experiments" to show the cells indeed were activated by the infrared radiation" (...)"The low-power infrared light pulses in the study were generated by a diode – "the same thing that's in a laser pointer, just a different wavelength," Rabbitt says."

Hoe ga je in godsnaam de ruis onderscheiden van de IR die er echt toe doet? Elke bron van warmte zendt infrarood licht uit. Ik vraag me af of die infrarood-laserdiode wel genoeg power levert als de zon op je knar staat of je bij de open haard/radiator zit.

[GAIAjohan]

Ruis onderscheiden met wat er toe doet gebeurt sowieso al in gehoorapparaten. Autogeluiden worden zachter, spraak wordt luider bv. Dus ik denk dat ze ruis tov werkelijkheid ook wel bij IR kunnen scheiden.

[DrivinUCrazy]

Heeft dit verschijnsel toevallig ook iets te maken met die anti-hooikoorts apparaatjes waarbij je een rode led in je neus stopt? (Medinose)
Dat zou mogelijk de werking van de Medinose verklaren.

[Finraziel]

Rode led in je neus?? Ligt vast aan mij dat ik nou total recall ideeën krijg he?

[Ebonite]

Dat is een mooie doorbraak voor alle doven, ik ben zelf doof geboren, mijn moeder had rode hond tijdens de zwangerschap en daardoor ben ik doof geworden. Bij mij is de zenuwbanen beschadigd. Ik weet dat de rode hond niet meer voorkomt in de westerse wereld, maar dat neemt niet weg dat dit een mooie doorbraak is.

[Quad]

Ik ben zelf slechthorend, alleen heeft dit geen nut voor mij, aangezien bij mij juist de haartjes in de schelp plat liggen, waardoor de trillingen niet goed worden waargenomen, en je dus geluiden mist. (hoog en / of laag).

Gelukkig zijn er gehoorapparaten die het (jammer genoeg) versterken.
Operatief is ook geen mogelijkheid.

Maar goed, ik ben ermee geboren en opgegroeid, ik zou niet zonder kunnen denk ik..

[GAIAjohan]

Same here.. Voorlopig is er nog geen oplossing voor ons, en tsja, ik weet niet hoe lang het nog duurt dat ik toch aan een CI moet.. Maar ik probeer dat zo lang mogelijk uit te stellen tot ze hopelijk een echte oplossing hebben..