De flesta har svårt att koncentrera sig på en specifik röst i en hektisk miljö, men för de som är hörselskadade är det särskilt utmanande. Nu, dock, en ny typ av hörapparat, utvecklat med hjälp av Fraunhofer-forskare, är utformad för att göra tal mer begripligt mot en bakgrund av brus, vilket gör det lättare att följa en enstaka talare.

Enligt tyska dövförbundet (DSB), cirka 15 miljoner tyskar är hörselskadade. Hörselskadade kan ha svårt att följa en diskussion i en högljudd miljö, särskilt när samtalet involverar flera personer. Ofta har de problem med att plocka ut enskilda röster. Detta beror på att de inte kan använda sig av det som kallas cocktailpartyeffekten:möjligheten att fokusera på en högtalare och filtrera bort alla andra bakgrundsljud.

Nuvarande hörapparater kan inte etablera den speciella kopplingen mellan örat och hjärnan som står för processen med selektiv hörsel. "För personer med normal hörsel, anslutningen mellan örat och hjärnan är oförstörd, "förklarar Dr Axel Winneke, forskarassistent vid Fraunhofer Institute for Digital Media Technology IDMT i Oldenburg. "Så här vet de åt vilket håll de ska vända sig när de hör en signal. För hörapparatbärare, denna förmåga är starkt begränsad. Inte ens avancerade enheter kan lokalisera källan till en akustisk signal av intresse. Vi behöver därför hämta denna information från hjärnan. Använda en elektroencefalograf (EEG), vi kan analysera hjärnaktiviteten hos en hörselskadad person och avgöra vem det är de lyssnar på." Denna EEG-analys är utförd av Fraunhofer IDMT-HSA och University of Oldenburg. Tillsammans med partners från industri och forskning, Winneke och kollegor utvecklar ett system som är utformat för att förbättra talets förståelse i hektiska miljöer för hörselskadade. Denna teknik är baserad på en kombination av EEG, ljudsignalbehandling, och elektrostimulering av hörselbarken. Det fungerar enligt följande:ett EEG mäter hjärnaktivitet för att avgöra i vilken riktning den hörselskadade försöker höra – dvs. mot signalkällan - därigenom bildar ett gränssnitt mellan hjärnan och en mikroprocessor. Denna information överförs till hörapparaten, som fokuserar en riktningsmikrofon - känd som en strålformare - i motsvarande riktning. Denna strålformare förstärker den specifika ljudsignal som lyssnaren försöker fokusera på, samtidigt filtrera bort alla andra bullerkällor, inklusive andra röster. Det tredje elementet i systemet är en process från neurovetenskapen som kallas transkraniell elektrostimulering (tES). Detta använder en mycket låg elektrisk ström för att stimulera hörselbarken på basis av denna röstsignal, vilket förbättrar förståelsen för den som pratar. Stimuleringsprocessen och nödvändig hårdvara utvecklas av företaget neuroConn GmbH i samarbete med universitetet i Oldenburg.

Framtidens bärbara

Designstudier har redan genomförts för att visualisera hur dessa nya hearables kan se ut. Konceptet och designen är avsedda att betona - snarare än att dölja - hjärnans interaktion med enheten. På samma gång, designen syftar till att lyfta fram fördelarna för bäraren, därigenom medvetet styra mot det fortfarande utbredda stigmat som är kopplat till att bära en hörapparat. I framtiden, komponenter utvecklade för projektet, inklusive sensorteknik, skulle kunna ingå i en bärbar huvuddel. Ett annat alternativ skulle vara att eftermontera befintliga hörapparater med dessa nya moduler och en EEG-sensor. "Den nuvarande prototypen är ännu inte tillgänglig i form av en bärbar hörapparat, " förklarar Winneke. "För det, den behöver fortfarande miniatyriseras avsevärt." Tidiga försök med enheten, som utfördes med personer utan hörselnedsättning, har visat att principen fungerar bra. Studier med hörselskadade planeras nu.

Mobil neuroteknik

Ett bärbart EEG-huvudstycke kan också användas för andra applikationer, som att mäta den lyssnarinsats som krävs av anställda på arbetsplatsen. Tekniken skulle också kunna användas i ett medicinskt sammanhang – inom neurologi, till exempel, för att övervaka tillstånd som epilepsi. "Och att använda en bärbar EEG-enhet skulle göra det möjligt att observera patienter utanför den kliniska miljön, " säger Winneke. "I mEEGaHStim-projektet, vi använder tekniken för att mäta hjärnaktivitet för att kontrollera en hörapparat, men det skulle också kunna användas för att analysera hjärnaktivitet hos personer med neurologiska störningar." Winneke tillhör gruppen Mobile Neurotechnologies på Fraunhofer IDMT. Denna grupp arbetar med EEG-baserade multisensorplattformar för användning i konkreta scenarier där analys av hjärnaktivitet kan ge stöd – till exempel i medicinska tillämpningar eller säkerhetskritiska arbetssituationer.