Ein Neuanfang für Hörgeräte und die Ohr-Gehirn-Schnittstelle: Starkey Genesis AI

Vor fünf Jahren trat ich dem Team von Starkey als Chief Technology Officer und Executive Vice President of Engineering bei, um unsere Forschungs- und Entwicklungsorganisationen zu leiten. Zuvor war ich bei Intel tätig, einem Pionier der Computerindustrie und einem führenden Hersteller der fortschrittlichsten Prozessoren der Welt. Sobald ich bei Starkey angekommen war und mit Eigentümer Bill Austin sowie President and CEO Brandon Sawalich zusammenarbeitete, begannen wir damit, das zu konzipieren und zu entwickeln, was heute als Genesis AI bekannt ist – unsere bisher größte Ingenieursleistung. Fünf Jahre später bin ich unglaublich stolz und begeistert, zu sehen, wie diese bahnbrechende Hörversorgungstechnologie in Hörakustik-Fachgeschäften im ganzen Land Einzug hält.

Genesis AI Hörgeräte sind revolutionär, weil sie so entwickelt wurden, dass sie die Architektur der sensorischen Verarbeitung des Gehirns nachahmen. Die Forschung in der auditiven Neurowissenschaft ist eindeutig: Wir hören nicht nur mit unseren Ohren, sondern mit unserem Gehirn. Die Großhirnrinde des gesunden menschlichen Gehirns verarbeitet und erkennt mühelos Geräusche, indem sie Abfolgen neuronaler Impulse analysiert, Geräusche unterdrückt und uns hilft, Sprache zu verstehen. Diese erstaunliche Berechnung wird von einem dichten Netzwerk aus Milliarden von Neuronen innerhalb und außerhalb des auditorischen Kortex durchgeführt. Unser Gehirn verliert jedoch diese bemerkenswerte Fähigkeit, wenn wir mit unbehandeltem Hörverlust leben, was zu Hirnatrophie oder dem Verlust von Neuronen führt und verminderte Funktionen zur Folge hat.

Um dieses Problem anzugehen und unseren Patienten zu helfen, besser zu hören als je zuvor, bietet Genesis AI eine beispiellose Aufrüstung des Gehirns des Hörgeräts: den Starkey Neuro Processor, die fortschrittlichste Prozessortechnologie unserer Branche. So wie die grundlegende Recheneinheit im menschlichen Gehirn das Neuron ist, ist es bei Prozessorchips der Transistor. Der Neuro Processor basiert auf fortschrittlicher Halbleitertechnologie und verfügt über 6-mal mehr Transistoren als frühere Hörtechnologien, wodurch er 4-mal schneller rechnen kann und 5-mal mehr Prozessorspeicher sowie 10-mal mehr Systemspeicher bietet. Dieser Prozessorchip ist ein Upgrade, das nur einmal pro Jahrzehnt erfolgt. Es handelt sich nicht um eine geringfügige oder auch nur schrittweise Verbesserung gegenüber dem Prozessor der Geräte der vorherigen Generation und ist auch nicht mit Technologien vergleichbar, mit denen unsere Branche derzeit vertraut ist.

Darüber hinaus haben wir eine Deep-Neural-Network-Engine direkt in den Neuro Processor integriert. Sie ist ein rechnerischer Hardwareblock im Chip, der wie die Großhirnrinde des menschlichen Gehirns aufgebaut ist und Informationen über ein Netzwerk miteinander verbundener Neuronen verarbeitet. Diese integrierte AI-Engine verbessert Sprache und unterdrückt Geräusche, ähnlich wie es der gesunde menschliche auditorische Kortex tut.

Wenn wir den Alltag von Hörgeräteträgern betrachten, stellt die Welt sie vor sehr komplexe akustische Umgebungen – von einem Gespräch in einer relativ ruhigen Umgebung über ein Treffen mit Freunden in einer lauten Cafeteria bis hin zum Spaziergang auf der Straße, wo Autos hupen und Wind weht – und das Gerät muss lernen, damit umzugehen. Früher mussten Ingenieure spezifische Einstellungen und algorithmische Anpassungen von Hand entwickeln, damit sich ein Hörgerät für Menschen in ihrem Alltag angemessen verhält. Was AI und insbesondere Deep Neural Network ermöglicht, ist ein datenbasierter Ansatz, durch den das Gerät intelligenter wird und akustische Herausforderungen bewältigen kann, indem es aus den enormen Datenmengen lernt.

Seit Jahrzehnten liegt der Fokus darauf, was im Ohr verloren geht. Die Neurobiologie des Ohrs ist sehr gut bekannt, da es im Wesentlichen die Funktionen eines Richtmikrofons erfüllt. Die Cochlea führt eine tonotope Frequenzanalyse durch, und die äußeren Haarzellen sorgen für eine nichtlineare Verstärkung. Schließlich gibt es den Transduktionsprozess, der Schall in neuronale Impulse umwandelt, die zur Verarbeitung des Klangs an das Gehirn weitergeleitet werden. Im Gehirn geschieht die Magie – Gespräche verstehen, Geräusche reduzieren und uns dabei helfen, auf das zu achten, was uns wichtig ist oder wichtig sein sollte. Das geschieht oben im Kortex. Diese erstaunliche Rechenleistung leidet, wenn wir lange Zeit mit Hörverlust leben. Wenn das Ohr dem Gehirn aufgrund eines unbehandelten Hörverlusts nicht dieselbe Menge an Stimulation sendet, kommt es zu einer Hirnatrophie, die es dem Gehirn erschwert, Schall zu verstehen, selbst wenn wir ihn lauter machen.

Die Möglichkeit der Signalverarbeitung, die heute in einem Hörgerät stattfindet, besteht nicht nur darin, Schall auf eine Weise zu verstärken, die die Sinneszellen in Ihrem Ohr nachahmt, sondern auch darin, dieses Signal vorzuverarbeiten, um Ihrem Gehirn zu helfen, die wichtigen Klänge zu verstehen. Dies ist eine Gelegenheit für uns, die Verarbeitung mit einem völlig neuen additiven Kompressionssystem schneller, intelligenter und effizienter durchzuführen, damit unsere Patienten Sprache besser verstehen, Geräusche reduzieren und einfach ihrem Alltag nachgehen können.

Dies ist eine grundlegende Neugestaltung des gesamten Hörerlebnisses. Patienten werden den Unterschied sofort bemerken. Sie sollten in lauten Umgebungen eine geringere Höranstrengung und eine verbesserte Fähigkeit verspüren, Gespräche in schwierigen Umgebungen zu verstehen. Sie werden sehr leise Geräusche genießen können und vermeiden, dass laute Geräusche ein unangenehmes Niveau erreichen.

Um mehr zu erfahren, können Sie sich mein Gespräch mit Starkey Chief Innovation Officer Dave Fabry, PhD, in einer aktuellen Episode von Starkey Sound Bites anhören.