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Acute measurements of brainstem responses with intraneural stimulation of the human auditory nerve for the development of a novel electrical hearing Prosthesis: the Auditory Nerve Implant (ANI)

Abstract

Introduction

In cooperation with several institutes and medical device companies, we are currently developing an intracranial electrical hearing prosthesis that stimulates directly the auditory nerve: the Auditory Nerve Implant (ANI). Direct stimulation of the auditory nerve with a penetrating electrode array minimizes the distance between the electrode and the nerve. Lower thresholds can lead to more selective stimulation of the auditory nerve and improved channel separation.

Material and methods

A multichannel penetrating electrode array was inserted into the human auditory nerve between the internal auditory canal and the brain stem. The auditory nerve was then stimulated, and the responses were derived from the surface of the skull. So far, the measurement has been performed on 4 patients who have undergone acoustic neuroma removal.

Results

Intraneural stimulation of the auditory nerve was used to measure auditory brainstem responses in 2 of the 4 patients. The lowest threshold values were around 50μA. It should be noted that the functional integrity of the auditory nerves was already severely impaired by the tumors and their removal.

Discussion

In principle, it could be shown that auditory brainstem responses can also be evoked with intraneural stimulation of the auditory nerve. In the next step, we will move to a chronic phase and provide several patients with a complete ANI.

Einleitung

In Zusammenarbeit mit mehreren Instituten und Medizintechnikunternehmen entwickeln wir zurzeit eine intrakranielle elektrische Hörprothese, welche direkt im Hörnerven stimuliert: das Auditory Nerve Implant (ANI). Durch direkte Stimulation im Hörnerv mit einem penetrierenden Elektrodenträger wird der Abstand zwischen Elektrode und Nerv minimiert. Bei niedrigeren Schwellwerten kann eine selektivere Stimulation des Hörnervs erfolgen und somit zu einer verbesserten Kanaltrennung führen. In vorhergehenden Akutexperimenten konnten wir nachweisen, dass Hirnstammantworten bei Oberflächenstimulation des menschlichen Hörnervs evoziert werden können. In weiterführenden Experimenten soll jetzt gezeigt werden, dass dies auch mittels intraneuraler Stimulation möglich ist.

Material und Methoden

Es wurde ein mehrkanaliger penetrierender Elektrodenträger in den menschlichen Hörnerv zwischen innerem auditorischen Kanal und Hirnstamm inseriert. Der Hörnerv wurde dann stimuliert und die Antworten auf der Schädeloberfläche abgeleitet. In bisher 4 Patienten, die sich einer Akustikusneurinomentfernung unterzogen haben, wurde die Messung durchgeführt.

Ergebnisse

Mittels intraneuraler Stimulation des Hörnervs konnte in 2 der 4 Patienten auditorische Hirnstammantworten gemessen werden. Die niedrigsten Schwellwerte lagen dabei bei etwa 50µA. Anzumerken ist, dass durch die Tumore und deren Entfernung die Hörnerven in ihrer funktionellen Integrität bereits stark beeinträchtigt waren.

Diskussion

Es konnte grundsätzlich gezeigt werden, dass auditorische Hirnstammpotenziale auch bei intraneuraler Stimulation des Hörnervs evozierbar sind. Im nächsten Schritt werden wir in eine chronische Phase übergehen und mehrere Patienten mit einem vollständigen ANI dauerhaft versorgen.

Die Autorinnen/Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.