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Eine objektive Messmethode für Tinnitus

Portable Sensoren weisen Ohrgeräusche über Anomalien in der Hirnaktivität nach

Tinnitusmessung
Wie eine Elektrodenkappe sitzen die Nah-Infrarotsensoren für die Tinnitus-Messung auf dem Kopf der Patientin. © Mehrnaz Shoushtarian

Bisher beruht die Tinnitus-Diagnose vor allem auf subjektiven Angaben der Betroffenen. Doch jetzt haben australische Forscher eine Methode entwickelt, die die Phantomgeräusche objektiv nachweisen kann. Dafür zeichnen Sensoren am Kopf bestimmte Anomalien in der Hirnaktivität auf. Diese sind so charakteristisch, dass auch ein lernfähiges Computerprogramm die Tinnitus-Patienten an diesen Messdaten erkennt, wie die Wissenschaftler berichten.

Es klingelt, rauscht oder piept – sechs bis 20 Prozent aller Erwachsenen leiden an chronischem Tinnitus. Diese anhaltenden Ohrgeräusche entstehen jedoch nicht im Hörorgan, sondern im Gehirn: Bestimmte Hirnareale und Schaltkreise, die normalerweise als Filter für akustische Wahrnehmungen fungieren, arbeiten bei Tinnitus nicht richtig. Statt Störgeräusche von außen wegzublenden, erzeugen sie selbst ein persistentes Klingeln oder Summen.

Das Problem jedoch: „Trotz seiner weiten Verbreitung gibt es derzeit keinen klinisch eingesetzten objektiven Test, der diese Tinnitus-typischen Veränderungen der Hirnaktivität messen kann“, erklären Mehrnaz Shoushtarian und ihre Kollegen von der University of Melbourne. Zwar lassen sich einige Anomalien durch Hirnscans mittels Positronen-Emissions-Tomografie (PET) oder funktioneller Magnetresonanz (fMRT) aufspüren. Aber diese Verfahren sind aufwändig und im Falle des fMRT stört das Scannergeräusch die Messungen.

Nah-Infrarot-Sensoren statt Hirnscanner

Eine einfachere, praktisch anwendbare Methode haben nun Shoushtarian und ihr Team entwickelt und getestet. Dafür sind nur spezielle Infrarotsensoren nötigt, die ähnlich wie eine Elektrodenkappe auf dem Kopf des Patienten befestigt werden. Ein Teil dieser Sensoren sendet Signale im Nahinfrarot aus, die die oberen Schichten des Gehirns passieren und von den restlichen Sensoren aufgefangen und auf ihr Spektrum hin analysiert werden.

„Die funktionelle Nah-Infrarot-Spektroskopie misst ähnlich wie das fMRT Veränderungen im Sauerstoffgehalts des Bluts im Gehirn“, erklären die Forscher. „Aber das fNIRS hat eine bessere zeitliche Auflösung und erzeugt keinen Scannerlärm.“ Zudem sei das Ganze portabel und kostengünstig – und daher gut für den Routineeinsatz in Praxen geeignet.

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Signifikante Anomalien

Aber wie gut funktioniert die Tinnitus-Diagnose per Nah-Infrarot? Um das zu ermitteln, testeten Shoushtarian und ihr Team das Verfahren bei 25 Patienten mit chronischem Tinnitus unterschiedlicher Schwere und bei 21 gesunden Kontrollpersonen. Bei allen Probanden wurden die Messungen sowohl in entspannter Ruhe mit geschlossenen Augen durchgeführt, als auch während der Reizung der Sinne durch eine willkürliche Abfolge akustischer und visueller Signale.

Das Ergebnis: Die Spektroskopie zeigte in mehreren Bereichen des Gehirns signifikante Aktivitäts-Unterschiede zwischen den Tinnitus-Patienten und der Kontrollgruppe. Diese Unterschiede erlaubten es sogar, die Schwere des Tinnitus abzuschätzen: Je lauter die Patienten in vorherigen Befragungen ihr Ohrgeräusch eingestuft hatten, desto ausgeprägter waren auch ihre neurologischen Abweichungen von den Kontrollpersonen, wie die Vergleiche ergaben.

Verknüpfungen auch zum Sehzentrum

Konkret war bei den Tinnitus-Patienten die Verbindung zwischen Arealen des Schläfenlappens und dem Stirnhirn verstärkt ausgeprägt. „Die Verknüpfung der auditorischen Areale mit dem präfrontalen Cortex ist dafür bekannt, eine wichtige Rolle in der bewussten Geräuschwahrnehmung und auch bei Tinnitus zu spielen“, erklären die Wissenschaftler.

Zusätzlich gab es auch in Bereichen des Hinterhauptslappens messbare Differenzen. In dieser Hirnregion liegt der sogenannte Cuneus, ein eigentlich an der Verarbeitung von visuellen Reizen beteiligtes Areal. „Weil es aber funktionelle Verknüpfungen zwischen den auditorischen und visuellen Regionen gibt, kann Tinnitus gängiger Vorstellung nach auch einer anormalen Aktivität im Cuneus führen“, so Shoushtarian und ihre Kollegen.

Für lernfähige Computerprogramme erkennbar

Insgesamt waren die Unterschiede zwischen den Tinnitus-Patienten und den Kontrollpersonen so charakteristisch, dass auch lernfähige Computerprogramme sie erkannten. In Tests mit drei verschiedenen Systemen konnten die Algorithmen die Nah-Infrarot-Daten mit 78 bis 87 Prozent Treffsicherheit den beiden Gruppen zuordnen. Auch die Schwere des Tinnitus konnten die Programme anhand der Daten einschätzen.

Nach Ansicht von Shoushtarian und ihren Kollegen sprechen diese Ergebnisse dafür, dass sich diese Methode für die objektive Diagnose von Tinnitus eignet. „Die Behandlung von Patienten mit Tinnitus könnte von einer solchen Methoden sehr profitieren“, schreiben sie. „Zudem könnet eine verlässliche objektive Messung auch dabei helfen, die Wirksamkeit von Therapien besser zu überprüfen.“ (PLOS ONE, 2020; doi: 10.1371/journal.pone.0241695)

Quelle: PLOS

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