Un modèle informatique de l’oreille peut aider à améliorer les implants cochléaires
Le professeur Pavel Jungwirth et ses collègues de l’Institut de chimie organique et de biochimie de l’Académie tchèque des sciences (IOCB Prague) et de la société d’implants cochléaires MED-EL, basée en Autriche, ont mis au point un modèle informatique complet de l’oreille. Il peut être utilisé pour simuler l’audition des mammifères, y compris les humains, depuis l’oreille externe jusqu’au nerf auditif.
Les résultats de leurs recherches ont été publiés dans la revue Recherche sur l’audition récemment. Ce modèle facilitera non seulement la poursuite des recherches sur l’oreille humaine, mais pourrait également contribuer à améliorer et à mieux ajuster les dispositifs de compensation pour les personnes malentendantes, notamment les implants cochléaires.
Ce modèle informatique détaillé de l’oreille, basé sur les dernières connaissances en matière de physiologie et de principes moléculaires de l’audition, permettra d’étudier les troubles auditifs, qu’ils soient causés par des facteurs génétiques ou externes. Cela permettra également aux experts d’en apprendre davantage sur les mécanismes détaillés de diverses formes de déficience auditive et pourrait ouvrir la voie à l’amélioration des aides auditives et des implants cochléaires.
C’est aussi parce que le modèle informatique actuel permet d’obtenir des données difficiles à acquérir expérimentalement. Effectuer des mesures invasives sur l’oreille humaine est difficilement réalisable, la seule alternative étant les modèles animaux. C’est une autre démonstration du fait que la modélisation informatique peut fournir un aperçu de problèmes spécifiques qui ne peuvent être résolus par l’expérimentation et qu’elle peut faire progresser notre compréhension des systèmes dans leur ensemble.
Le nouveau modèle informatique du système auditif périphérique cartographie en détail la manière dont le son est converti en vibrations mécaniques dans l’oreille moyenne et interne. Il simule ensuite comment ces vibrations déclenchent des signaux électriques dans les cellules ciliées externes et internes de la cochlée et comment ces signaux sont transformés par l’action des neurotransmetteurs en impulsions électriques dans le nerf cochléaire. Ces signaux sont ensuite transférés au système nerveux central.
Pourquoi Pavel Jungwirth a-t-il entamé des recherches qui, à première vue, ne correspondaient pas thématiquement au cadre scientifique de son groupe de recherche ? “C’est un mélange de folie et de raisons personnelles”, dit-il. “Mon plus jeune fils Matěj souffre d’une grave déficience auditive et je voulais mieux comprendre les principes de l’audition. En outre, j’ai réalisé que la transmission des informations dans l’oreille est médiée par des flux d’ions calcium et potassium, ce qui est exactement ce que mon groupe de recherche travaille sur.”
Pavel Jungwirth admet qu’en 2011, lorsqu’il s’est lancé dans le projet, il pensait, peut-être naïvement, qu’il s’agissait d’un travail de deux ou trois ans au maximum. Tout a commencé lorsqu’il a commencé à coopérer avec Pavel Mistrik de la société MED-EL, qui utilise des modèles informatiques dans le développement d’implants cochléaires. En fin de compte, les recherches n’ont abouti qu’au bout de 12 ans, grâce à la contribution clé d’Ondřej Ticháček, selon Jungwirth, un étudiant exceptionnellement talentueux et travailleur.
Le modèle informatique de l’oreille récemment publié, implémenté dans le langage de programmation et l’environnement informatique numérique MATLAB, est désormais accessible à la vaste communauté scientifique. Cela signifie qu’il peut être utilisé par toute personne souhaitant modéliser différents types de troubles auditifs ou recherchant des moyens de mieux les compenser avec des aides auditives ou des implants cochléaires.
