Implante coclear

Ilustração do interior de um implante coclear.

O Implante coclear é um dispositivo eletrônico para restituir a audição a pessoas que possuam surdez profunda. O aparelho do implante coclear é constituído por uma parte externa e outra interna (implantada). A parte externa é formada por um microfone, um microprocessador de fala e um transmissor. A parte interna é composta por um receptor e estimulador, um eletrodo de referência e um conjunto de eletrodos inserido dentro da cóclea. O implante visa estimular diretamente o nervo auditivo, através desses pequenos eletrodos implantados dentro da cóclea. O nervo auditivo levam os sinais para o cérebro, onde serão descodificados e interpretados.

A principal causa de perda auditiva é a danificação das células ciliadas internas ou a sua destruição completa causadas por doenças genéticas ou doenças infecciosas como rubéola ou meningite, exposição exagerada a sons muito intensos, utilização de certas drogas como canamicina, estreptomicina e cisplatina, ou ainda com o envelhecimento. A pessoa que sofre de surdez profunda possuí essas células ciliadas internas defeituosas ou inexistentes, não havendo assim estimulação no nervo auditivo. O propósito do implante coclear é estimular diretamente este nervo.

É possível que em alguns casos o nervo auditivo esteja danificado ou até mesmo ausente, em alguns casos de surdez congenita, alguns casos de fratura ou devido à remoção de tumores. Em alguns desses casos ainda é possível utilizar o implante coclear através da estimulação direta no núcleo coclear dorsal.

As décadas de 80 e 90 foi quando houve uma grande evolução nos implantes cocleares, devido a um maior investimento em pesquisas na área. Até 1988 haviam cerca de 3 mil pacientes que haviam recebido o implante. Até 1995 este número pulou para 12 mil. No anos presente de 2008 este número já ultrapassa 120 mil. Segundo Gilford et al. (2008), muitos pacientes conseguem atingir uma pontuação entre 90% e 100% de acerto nos testes padrões de inteligibilidade de sentenças em ambiente silencioso. Um grande desafio para os implantes cocleares futuros é melhorar o desempenho em ambientes ruidosos.

O implante coclear gerou grande polémica do meio da comunidade surda mundial, levantando questões acerca da cultura surda, da língua gestual, da liberdade de escolha e da própria comunidade surda. Basicamente, essa controvérsia baseia-se no direito de escolha a uma língua e no direito dos pais a escolherem a língua dos filhos. Muitos daqueles que têm uma língua gestual como língua materna estão a debater ativamente o uso de implantes cocleares porque muitos não concordam que a capacidade de ouvir e falar seja de valor para as comunidades surdas.

As pessoas surdocegas, encontram no implante coclear uma opção positiva que lhes poderá prover mais informação para a comunicação.

Funcionamento do implante coclear

Nesta seção pretende-se descrever brevemente o funcionamento de um implante coclear, visando dois pontos específico: a estimulação elétrica do nervo auditivo e o processamento do sinal acústico. Outros aspectos como a transmissão do sinal do componente externo para o interno, o funcionamento do hardware e a codificação do sinal para a transmissão não serão tratados aqui.

Como já dito antes, o sistema completo do implante coclear é composto por diversas partes: (1) um microfone para captar o sinal acústico; (2) um processador digital para transformar o sinal do microfone em um sinal que será a estimulação dos eletrodos implantados na cóclea; (3) um sistema de transmissão e recepção para transmitir as informações da estimulação para a parte interna do sistema; (4) os eletrodos de estimulação na cóclea e (5) um cabo multi-wire para conectar a saída do receptor/estimulador aos vários eletrodos.

Estimulação elétrica do nervo auditivo

O propósito da estimulação elétrica do nervo auditivo é substituir a estimulação que deveria ser feita pelas células ciliadas internas, mas que não ocorre devido a defeitos ou inexistência dessas células.

A estimulação do nervo auditivo é feita através de corrente elétrica aplicada pelos eletrodos implantado na escala timpanica(scala tympani). Cada neurônio do conjunto esta implantado em uma posição diferente ao longo do comprimento do cóclea e portanto estimulam subpopulações diferentes de neurônios. Os implantes tentam repetir a tonotopia de estimulação criada na cóclea, de forma que os estímulos de alta freqüências estimulem os eletrodos basais (próximos à janela oval) e os estímulos de baixa freqüência estimulem os eletrodos apicais (próximos ao elicotrema). Os estímulos apresentados em cada eletrodo possuem um potência que é relativo ao potencial do eletrodo de referencia, geralmente implantado no músculo temporal. Este tipo de estimulação é chamada monopolar. Existe ainda a estimulação bipolar em que os estímulos são apresentados como diferenças de potenciais entre dois eletrodos vizinhos. A grande maioria dos implantes utilizados é do tipo monopolar pois: (1) a performance é ao menos tão boa quanto a performance da estimulação bipolar, (2) requer um consumo substancialmente menor de energia, aplicando menores correntes e assim prolongando assim a vida da bateria, (3) as diferenças de limiares ou MCL (most comfortable loudness level) para cada eletrodo são menores com a estimulação monopolar do que com a estimulação bipolar, o que pode melhorar o ajuste do implante coclear ao paciente.

Existem implantes que permitem a inserção máxima de 30,4mm para o eletrodo mais apical, podendo assim estimular as fibras do nervo auditivo que se encontram além da segunda volta da cóclea. A estimulação desta região permite criar a sensação de pitch bem grave, o que não é possível em outros implantes em que a profundidade máxima de inserção é 20mm.

Um dos principais objetivos no projeto de um implante coclear é maximizar o número de populações de neurônios que não se sobrepõem que podem ser estimuladas pelos eletrodos. As evidências recentes apontam para a existência de 4 a 8 regiões independentes disponíveis no contexto de processamento da fala, mesmo para implantes com 22 eletrodos. O mais provável é que o número de regiões independentes seja limitado pela sobreposição dos campos elétricos dos eletrodos adjacentes (e até mesmo daqueles um pouco mais distantes). As sobreposições são inevitáveis para eletrodos implantados na escala timpanica, pois os eletrodos estão imersos em um fluido de alta condutividade, a perilinfa e estão ainda situados relativamente longe do tecido neural do nervo auditivo. Para um melhor resultado e uma menor sobreposição das zonas de estimulação seria necessário conseguir realizar o implante mais próximo do tecido neural, um novo tipo de eletrodo e tipo de estimulação para reduzir a interferência entre eletrodos.

Processamento digital do sinal acústico

Em construção...

Cronologia da implantação coclear

• 1800 - Alessandro Volta faz o primeiro estudo da estimulação eléctrica, em Itália;
• 1855 - Sistema auditivo com corrente alternada, por Duchenne de Bolonha, em França;
• 1868 - Estudo da localização de estímulos e eléctrodos, por Brenner, na Alemanha;
• 1930 - Experimentação da audição artificial num gato, por Wener e Bray, nos EUA;
• 1936 - Descoberta do efeito electrofónico das céculas ciliadas, por Stevens e Jones, nos EUA;
• 1950 - Lundberg implanta o primeiro adulto surdo, na Suécia.
• 1951 - Distinção das frequências dentro da cóclea, por Anderson e Munson, nos EUA;
• 1953 - Demonstração de como a pele actua como transdutor, por Flottorp, EUA;
• 1957 - Gjourno e Eyres implantam o primeiro adulto surdo em França;
• 1961 - Estimulação do ouvindo através do sinal de rádio, por Frey, em França;
• 1964 - Doyle e Simmons implantam outro surdo adulto nos EUA;
• 1973 - House implanta novo adulto surdo, nos EUA;
• 1978 - Clark implanta o primeiro adulto surdo na Austrália;
• 1980 - Chouard implanta a primeira criança surda, em França;
• 1981 - Primeira criança surda implantada por House, nos EUA;
• 1984 - Implante monocanal 3M House, aprovado pela FDA em surdos pós-linguísticos;
• 1987 - Implantação da primeira criança no Reino Unido;
• 1988 - Primeira criança implantada com Nucleus multicanal, na Noruega;
• 1990 - Implantação da primeira criança na Holanda;
• 1995 - Estatégias Nucleus Multipeak SKEAK aprovadas pela FDA para adultos com surdez severa;
• 1997 - Implante coclear aprovado pela FDA em crianças surdas a partir dos dois anos de idade;
• 1998 - Implante coclear aprovado pela FDA em crianças surdas a partir dos dezoito meses de idade

Referências

• Implante Coclear
• Manual do Implante
• História dos Surdos no Mundo - Surd'Universo.