Cosa possono fare gli impianti cocleari

Come si sente con l'impianto cocleare? Come viene percepita la musica?
abbiamo tradotto questo articolo(anno 2013, fonte clicca qui) per provare a dare una risposta

Impiantare Consapevolezza

Gli impianti cocleari aiutano l'esperienza del suono a chi è sordo profondo. Ma gli utenti possono superare i limiti della tecnologia per capire la musica? 

risposta: possono aiutare le persone a superare una perdita uditiva profonda, ma esperienze come l'ascolto della musica possono diventare molto confuse

Gli impianti cocleari sono stati un grande successo nell'aiutare persone profondamente sorde a capire le parole. Tuttavia, si è sempre presunto che sarebbero stati di scarsa utilità per l'apprezzamento, le prestazioni, la composizione o la produzione di musica. Al rinomato Institute of Sound and Vibration Research dell'Università di Southampton, gli scienziati stanno lavorando per superare questa percezione. La dott.ssa Rachel van Besouw ha collaborato con il professor David Nicholls e il dott. Ben Oliver del Dipartimento di musica per creare l'Interactive Music Awareness Program (IMAP). Con l'aiuto dei finanziamenti AHRC, questo fa parte di un progetto di ricerca chiamato Compositions for Cochlear Implants, che sta dimostrando che, con la giusta formazione, è possibile fare scoperte nel campo dell'apprezzamento musicale per gli utilizzatori di impianti cocleari.

Cosa possono fare gli impianti cocleari

"Il limite principale di un impianto cocleare," afferma Rachel van Besouw, "è che con un massimo di 22 elettrodi dobbiamo provare a replicare il lavoro di oltre 15.000 cellule ciliate collegate a circa 30.000 fibre nervose uditive nella coclea, che aiutano otteniamo una risoluzione in frequenza molto fine."

Questo fa sembrare che un impianto cocleare stia tentando di sostituire un equalizzatore grafico a 15.000 bande con un equalizzatore a 22 bande, ma è molto più complicato di così. Possiamo iniziare ad avere un'idea molto approssimativa di come un impianto cocleare faccia sentire all'utente, usando un'analogia visiva. Possiamo confrontare un'immagine chiara e ben focalizzata con un'immagine sfocata (analoga a qualcuno con la tipica perdita dell'udito legata all'età avanzata) e un'immagine più chiara, ma pixellata che corrisponde a come qualcuno con impianti cocleari sente il suono .

 

L'esperienza di ascoltare la musica attraverso un impianto cocleare è diversa dalle limitazioni imposte, ad esempio, dalla perdita dell'udito legata all'età. Per fare un'analogia visiva, quest'ultima può essere considerata simile alla visione sfocata, mentre gli impianti cocleari presentano un'immagine "pixelata" a bassa risoluzione.

"La coclea è 'tonotopicamente organizzata', cioè le fibre nervose uditive verso la punta (l'apice) della spirale della coclea rispondono meglio alle basse frequenze, e quelle vicino all'inizio (la 'base') della spirale rispondono migliore per le alte frequenze. In una coclea sana, la discriminazione è migliore nella regione delle basse frequenze, attorno ai 500 Hz, e in quella regione possiamo discriminare le differenze di frequenza fino a 1 Hz. L'impianto cocleare utilizza questa organizzazione tonotopica inviare informazioni a bassa frequenza agli elettrodi più profondamente inseriti e informazioni ad alta frequenza agli elettrodi più superficialmente inseriti. Tuttavia, a differenza di un equalizzatore grafico, un impianto cocleare non trasmette quella che chiamiamo la "struttura fine del suono" in ciascuna banda, che ci affidiamo per percepire l'intonazione in modo preciso, fornisce solo le informazioni sulla fascia di ampiezza.

"La gamma di frequenza in ingresso di un impianto è in genere compresa tra 100 Hz fino a 8kHz circa, a seconda della marca, e quindi un utente dell'impianto non sentirà nulla sopra o sotto. Parte del problema è perché l'area dei bassi è profonda all'interno cochlea, e possiamo solo inserire fisicamente gli elettrodi a circa due terzi della strada. Quando un paziente impiantato ha quella che chiamiamo la loro prima "sessione di sintonizzazione", circa un mese dopo la loro operazione, si lamentano spesso che tutto sembra spostato, alto, elettronico, metallico"

Gli impianti cocleari presentano anche una gamma dinamica molto più piccola di un tipico orecchio umano. "La gamma dinamica tra suoni che l'orecchio normale può solo percepire e suoni troppo dolorosi è di circa 120 dB. L'intervallo dinamico di input di un impianto cocleare è compreso tra circa 40 e 80 dB e i livelli al di sotto di una determinata soglia vengono interrotti. Ma la gamma dinamica elettrica di un impianto cocleare è ancora più piccola, e quindi i suoni sono ulteriormente compressi in un intervallo di circa 10 o 20 dB."

"Con un impianto cocleare, le cose si complicano, perché se si modifica, ad esempio, il volume di un suono, questo può anche cambiare il numero di elettrodi che rispondono e il modello di stimolazione, che può suonare come un cambiamento di intonazione. influisce sul tono, i cambiamenti di intonazione possono anche influenzare il timbro percepito di un suono, e le variazioni di timbro possono influenzare l'intonazione e il volume ... queste tre cose si influenzano a vicenda.

"Gli utenti di impianti si affidano molto a quelli che chiamiamo segnali passo-passo. Quando una nota musicale cambia tono, il modello di stimolazione sugli elettrodi cambia, ma non sempre in un modo che si ritiene sarebbe coerente con un tale cambiamento di tono. Gli utenti sperimentano "inversioni di intonazione", dove si dice, un aumento di intonazione è percepito come una diminuzione.

"La modulazione dell'ampiezza degli impulsi elettrici, in particolare per gli elettrodi apicali (a bassa frequenza), può anche dare quello che noi chiamiamo stimolazione in tono frequenziale. È un segnale debole, ma sembra che alcuni utenti dell'impianto possano utilizzarlo per discriminare le differenze di tono che sono molto più piccole di quanto ci si potrebbe aspettare, dati i pochi elettrodi e la loro spaziatura nella coclea."

 


Rachel van Besouw del programma di sensibilizzazione alla musica interattiva dell'Università di Southampton.

"Alcune persone hanno descritto l'ascolto della musica attraverso un impianto come ascoltare un piano suonato con un guantone da boxe: l'informazione ritmica è buona, ma la risoluzione in frequenza è scarsa, anche la separazione del suono è molto difficile.  Usiamo le armoniche per raggruppare i suoni, ma un utente dell'impianto non ottiene una risoluzione di frequenza sufficientemente buona con gli elettrodi, quindi scegliere i singoli strumenti da un mix è una vera sfida."

"Quindi i nostri limiti principali sono la risoluzione in frequenza e la gamma dinamica. In aggiunta al numero limitato di elettrodi per fare il lavoro di stimolare quelle migliaia di fibre nervose uditive (il collo di bottiglia 'elettro-neurale'), potrebbero esserci "regioni morte" nella coclea che non risponderà alla stimolazione, quindi alcuni di quegli elettrodi potrebbero non fare nulla di utile: ci piacerebbe avere più elettrodi se potessimo controllare il pattern di diffusione attuale nella coclea, ma al momento possiamo controllalo, quindi avere più non aiuterebbe necessariamente, a meno che non riusciamo a trovare un altro modo per stimolare le fibre nervose uditive ".

Imparare ad ascoltare

È qui che entra in gioco l'Interactive Music Awareness Program (IMAP). Il principio alla base è che con la giusta guida, gli utenti dell'impianto cocleare possono sviluppare una comprensione e un apprezzamento della musica. "Molti utenti impiantati, specialmente quelli con un ricordo di ciò che suonava prima di perdere l'udito, sono spesso delusi quando ascoltano per la prima volta la musica, e questo può farli evitare attivamente la musica", spiega Rachel van Besouw. , hanno anche minori opportunità di sviluppare le loro abilità di percezione musicale. Potrebbe sembrare strano, ma molti utenti di impianti scoprono di dover imparare nuovamente come suona un pianoforte o un violino.

"Stiamo sviluppando un programma di riabilitazione che riguarda la formazione: abbiamo scoperto che con la formazione è possibile migliorare la capacità di riconoscere gli strumenti da parte di un utente impiantato, poiché tali soggetti ricevono poche o nessuna informazione armonica, fanno molto affidamento sull' Attacco, Decadimento, Sostegno, Rilascio dello strumento (vedere ADSR) per il riconoscimento. Il training può aiutarli a utilizzare questi segnali più sottili, tuttavia gli utenti impiantatu trovano ancora particolarmente difficile distinguere gli strumenti della stessa famiglia.

"Il programma di sensibilizzazione alla musica interattiva è un programma di formazione che abbiamo sviluppato insieme ai portatori di impianto cocleare: abbiamo adottato questo approccio perché riteniamo che per soddisfare le esigenze e i desideri degli utenti sia essenziale coinvolgerli attivamente nello sviluppo. Dalle consultazioni e dai workshop, abbiamo scoperto che gli utenti impiantati desideravano un qualcosa che non solo consentisse loro di sviluppare le loro capacità di percezione musicale, ma anche di aiutarli a ri-impegnarsi con la musica. Questo potrebbe metterli in grado di apprezzare, dando loro la motivazione per continuare a praticare l'ascolto della musica ".

Come parte del processo di coinvolgimento degli utenti impiantati nella musica, il team ha sviluppato un modo per offrire agli ascoltatori un maggiore controllo su ciò che stanno ascoltando. "Uno degli strumenti che abbiamo creato con l'IMAP è chiamato N-Machine, dal nome del Professor David Nicholls nel Dipartimento di Musica, che consente all'utente di proporre un mix di un brano musicale adatto a loro Questo implica che si ottengano gli steli individuali degli artisti: l'importanza di questo strumento è che un utente dell'impianto può capire cosa può sentire chiaramente e cosa non può, e può iniziare a portare altre cose nel mix quando si sentono più confidenti e iniziano a discriminare tra i suoni. Abbiamo fatto anche dei workshop in cui vengono usati un mix di musicisti dal vivo, e tipicamente scopriamo che iniziano con un mix di solo uno o due strumenti. Questo li aiuta a dare un senso a una canzone che potrebbero aver avuto familiarità prima di perdere il loro udito. Uno dei pezzi che abbiamo usato è il Bolero di Ravel, e questo è andato molto bene. E 'molto utile come brano orchestrale perché è altamente ritmico e ripete molto, con diversi strumenti che suonano lo stesso ritornello. La ripetizione li aiuta a "mettere insieme il puzzle".

"Finora, ciò che abbiamo usato proviene da artisti generosi come Robin Gray, Blue Swerver e Madelaine Hart, così come la musica dal ricercatore assistente alla ricerca del progetto, il dott. Ben Oliver. Quando estenderemo questo, ovviamente sarebbe essere meraviglioso per ottenere gli stemmi di alcuni artisti più affermati Philip Selway di Radiohead è un artista che ha gentilmente donato alcune radici per la fase di ricerca del progetto, e speriamo di ottenere artisti più affermati a bordo. Questo per ottenere più risultati non solo per gli utenti impiantati ma per gli ascoltatori con problemi di udito in generale. Uno degli aspetti importanti del programma di formazione riguarda l'utilizzo di materiale "reale" per aiutare gli utenti impiantati a esplorare e impegnarsi di nuovo con la musica, e aiutandoli a sapere cosa c'è là fuori. Uno dei commenti più frequenti che riceviamo è "Voglio immergermi di nuovo nella musica, non so dove guardare e cosa è meglio per la mia situazione". Avrebbero potuto ascoltare musica orchestrale piuttosto complessa che potrebbe non essere più adatta, e forse non avrebbero avuto il coraggio o la sicurezza di provare un altro genere.

"Un altro strumento che abbiamo nell'IMAP è chiamato 'Environmental Rhythm Machine', che usa i suoni di tutti i giorni intorno alla casa: cucchiaini, segnali acustici a microonde, sbattere di porte per auto e così via. Gli utenti possono creare una traccia di tipo drum-machine semplice con campioni dei suoni di tutti i giorni, per poi costruirli e sovrapporli: è un modo graduale per aiutare gli utenti dell'impianto cocleare a impegnarsi nuovamente con la musica attraverso l'uso creativo degli effetti sonori. Ciò che è bello è che non hanno bisogno di alcuna conoscenza la musica e non devi preoccuparti di non conoscere la differenza tra un violoncello e un violino, che può essere intimidatorio. Abbiamo anche un altro software nell'IMAP che consente all'utente di ascoltare

Il tasso di progresso

I risultati finora sono stati incoraggianti, ma sono i primi giorni. Ho chiesto a Rachel di speculare su cosa potrebbe essere possibile in futuro. Vedremo mai il giorno in cui una persona profondamente sorda con impianti cocleari diventa un tecnico del suono o un produttore?

"Al momento, i limiti dei dispositivi attuali fanno sembrare improbabile, ma 30 anni fa molti credevano che gli impianti cocleari avrebbero semplicemente facilitato la lettura labiale e ora molti utenti implantari sono in grado di utilizzare il telefono e percepire il parlato senza alcun segnale visivo Attualmente abbiamo utenti di impianti presso il Cochlear Implant Center del Sud dell'Inghilterra, che suonano strumenti musicali e stanno facendo molto bene: sembra certamente più facile per i giovani utenti di impianti che non hanno mai avuto un udito normale prima di accettare e dedicarsi alla musica. Molti hanno lezioni di musica a scuola e imparano a suonare strumenti insieme ai loro coetanei, gli utenti portatori di impianto cocleare stanno ancora superando le nostre aspettative e io sono ottimista riguardo agli sviluppi futuri della tecnologia. Penso che quando l'innovazione sarà l'interfaccia neurale: potrebbe essere un diverso tipo di elettrodo, diverso posizionamento dell'array o una forma di stimolazione diversa dalla corrente, oppure potrebbe essere sotto forma di farmaci che incoraggiare la rigenerazione delle cellule dei capelli e delle fibre nervose, ma penso che siamo molto lontani dalla possibilità di generare cellule ciliate dove le vogliamo e collegarle alle fibre nervose a cui vogliamo che siano collegate negli esseri umani ".

Che ne dici di molti musicisti e ingegneri che soffrono di una perdita uditiva graduale a causa dell'esposizione a musica ad alto volume? Come spiega Rachel, l'attuale tecnologia degli impianti cocleari non è realmente progettata per affrontare questo tipo di problema. "Il primo passo sarebbe cercare di ridurre il livello e la durata della loro esposizione al rumore e proteggere il loro udito per prevenire ulteriori perdite uditive e acufeni. Se sono preoccupati per il loro udito, dovrebbero vedere il loro GP per un rinvio a un audiologo che può valutare il proprio udito per determinare il tipo e il grado di perdita dell'udito, raccomandare interventi che possono aiutare e fornire consigli. Una opzione potrebbe essere un apparecchio acustico. Gli impianti cocleari sono raccomandati solo per le persone con udito bilaterale grave-profondo perdita, che ottengono poco beneficio dagli apparecchi acustici.

"Sfortunatamente, molti utenti hanno ancora pregiudizi: mentre un apparecchio acustico rende visibili i problemi di udito di una persona, non ti dice l'entità della menomazione di quella persona e potrebbe compromettere il loro ruolo di produttore o ingegnere: preferireste un ingegnere del suono che abbia affrontato la perdita dell'udito con la più recente tecnologia degli apparecchi acustici o un tecnico del suono che non abbia affrontato la perdita dell'udito? "

Il programma di sensibilizzazione alla musica interattiva ha un sito Web all'indirizzo www.southampton.ac.uk/mfg/current_projects/trial.html

il software vero e proprio lo trovate qui http://morefrommusic.org potete registrarvi e provarlo GRATUITAMENTE

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