Profesor Pavel Jungvirt i njegove kolege sa Instituta za organsku hemiju i biohemiju Češke akademije nauka (IOCB Prag) i kompanije za kohlearne implante MED-EL, sa sedištem u Austriji, došli su do kompletnog kompjuterskog modela uha. Može se koristiti za simulaciju sluha sisara, uključujući ljude, od spoljašnjeg uha pa sve do slušnog nerva.
Rezultati njihovog istraživanja nedavno su objavljeni u časopisu Hearing Research. Ovaj model ne samo da će olakšati dalje istraživanje ljudskog uha, već može pomoći da se poboljšaju i bolje prilagode kompenzacioni uređaji za osobe sa oštećenjem sluha, uključujući kohlearne implantate.
Ovaj detaljni računarski model uha, zasnovan na najnovijim saznanjima o fiziologiji i molekularnim principima sluha, omogućiće istraživanje poremećaja sluha, bez obzira da li su uzrokovani genetskim ili spoljnim faktorima. Takođe će omogućiti stručnjacima da saznaju više o detaljnim mehanizmima različitih oblika oštećenja sluha i može otvoriti puteve za poboljšanje slušnih pomagala i kohlearnih implantata.
Ovo je takođe zato što sadašnji kompjuterski model omogućava dobijanje podataka koje je teško dobiti eksperimentalno. Izvođenje invazivnih merenja na ljudskom uhu je teško izvodljivo, jedina alternativa su životinjski modeli. Ovo je još jedna demonstracija činjenice da kompjutersko modelovanje može pružiti uvid u specifične probleme koji se ne mogu rešiti eksperimentisanjem i da mogu unaprediti naše razumevanje sistema u celini. Pavel Jungvirth iz IOCB Prag na kompletnom kompjuterskom modelu uha. Kredit: IOCB Prag
Novi kompjuterski model perifernog slušnog sistema detaljno prikazuje kako se zvuk pretvara u mehaničke vibracije u srednjem i unutrašnjem uhu. Zatim simulira kako ove vibracije pokreću električne signale u spoljašnjim i unutrašnjim ćelijama kose u pužnici i kako se ovi signali transformišu delovanjem neurotransmitera u električne impulse u kohlearnom nervu. Ovi signali se zatim prenose u centralni nervni sistem.
Zašto je Pavel Jungvirt započeo istraživanja koja se, na prvi pogled, tematski nisu uklapala u naučni okvir njegove istraživačke grupe? „To je mešavina ludosti i ličnih razloga“, kaže on. „Moj mlađi sin Matej ima teško oštećenje sluha i želeo sam da bolje razumem principe sluha. Osim toga, shvatio sam da prenos informacija u uhu posreduju fluksevi jona kalcijuma i kalijuma, što je upravo ono što je moja istraživačka grupa radi na“.
Pavel Jungvirt priznaje da je 2011. godine, kada je krenuo u projekat, možda naivno verovao da je to posao najviše dve-tri godine. Sve je počelo kada je počeo da sarađuje sa Pavelom Mistrikom iz kompanije MED-EL, koja koristi kompjuterske modele u razvoju kohlearnih implantata. Na kraju, istraživanje je uspešno završeno tek posle 12 godina, zahvaljujući ključnom doprinosu Ondreja Tihačeka, prema Jungvirtu, izuzetno talentovanog i vrednog studenta.
Nedavno objavljeni kompjuterski model uha, implementiran u programskom jeziku i numeričkom računarskom okruženju MATLAB, sada je dostupan široj naučnoj zajednici. To znači da ga mogu koristiti svi zainteresovani za modeliranje različitih vrsta poremećaja sluha ili traženje načina da ih bolje kompenzuju slušnim aparatima ili kohlearnim implantatima.
