The animation describes the path of sound from the outer to the inner ear during natural hearing. If the sensitive hair cells in the cochlea are destroyed but the auditory nerve is still functional, an electrical cochlear implant can help. However, this auditory impression is far from natural hearing. The development of an optical cochlear implant, which works with light pulses that can be better focused, promises better hearing in the future.

Die Animation beschreibt den Weg des Schalls von der Ohrmuschel zum Innenohr beim natürlichen Hören. Sind die empfindlichen Haarsinneszellen in der Hörschnecke (Cochlea) zerstört, der Hörnerv aber noch funktionsfähig, kann ein elektrisches Cochlea-Implantat helfen. Dieser Höreindruck ist allerdings weit entfernt vom natürlichen Hören. Die Entwicklung eines optischen Cochlea-Implantats, das mit besser fokussierbaren Lichtpulsen arbeitet, verspricht ein besseres Hören in der Zukunft.

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Prof. Dr. Tobias Moser (Universitätsmedizin Göttingen) spricht im Rahmen der öffentlichen Ringvorlesung "Herz und Hirn gemeinsam im Fokus" an der Universität Göttingen. Die Veranstaltung fand am 7. November 2023 in der Aula am Wihelmsplatz statt. Es moderierte Prof. Dr. Claudia Steinem (Universität Göttingen).

Erkrankungen des Herzens und des Gehirns gehören zu den häufigsten Todesursachen weltweit. Manche Erkrankungen betreffen sogar beide Organe. Obgleich Herz und Gehirn auf den ersten Blick sehr unterschiedlich erscheinen, weisen ihre elektrisch erregbaren Hauptzellen viele Gemeinsamkeiten auf. Beide verwenden ähnliche Funktionseinheiten, die der Erregbarkeit der Zellen dienen und über die sie physiologische Leistungen als Teil aktiver Netzwerke erbringen. Fehlfunktionen dieser Nanomete-kleinen Einheiten führen oft zu Erkrankungen.

Ziel des Göttinger Exzellenzclusters „Multiscale Bioimaging: von molekularen Maschinen zu Netzwerken erregbarer Zellen“ (MBExC) ist, diese Funktionseinheiten von Herz- und Nervenzellen zu verstehen, um daraus neue Diagnostik- und Therapieansätze entwickeln und gesellschaftlich relevante Fragen in der Herz- und Hirnforschung beantworten zu können.

Im Rahmen der Ringvorlesung gewähren MBExC-Wissenschaftler*innen am Beispiel spannender Forschungsergebnisse umfassende Einblicke in den einzigartigen Forschungsansatz des Clusters. Sie stellen innovative Technologien vor, die ihren Ursprung oft in Göttinger Pionierarbeiten haben und am MBExC weiterentwickelt werden, und zeigen auf, wie genau man heutzutage in das Gewebe und die Zelle „hineinschauen“ kann. All diese Technologien liefern uns einzigartige Einblicke in unser Herz und unser Gehirn.

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Für gesunde Menschen ist die Fähigkeit zu Hören selbstverständlich. Dabei ist das, was unser Hörsinn mit den gleichen Zellen tagein-tagaus leistet, ein einziges Wunderwerk! Versuchen Sie sich vorzustellen, dass Schwingungen im Inneren des Ohres von kleiner als einem milliardstel Meter wahrgenommen werden können! Oder dass Sie mithilfe von einer millionstel Sekunde Zeitunterschied zwischen zwei Tönen genau den Ort der Schallwelle erfahren!
Oft sind erst erlebte Einschränkungen Anlass, sich mehr mit dem Hörsinn zu beschäftigen. Wenn der Hörsinn versagt, gerät ein wesentliches menschliches Bedürfnis – lautsprachliche Kommunikation – in Gefahr. Das betrifft ca. 17 Millionen Menschen in Deutschland und 470 Millionen global. Bislang gibt es für die häufigste Form der Schwerhörigkeit, die Innenohrschwerhörigkeit, keinen ursächlichen Behandlungsansatz. Aktuelle Forschung verspricht hier jedoch Fortschritte für ausgewählte Formen der erblichen Schwerhörigkeit. Eine erste klinische Studie zur Gentherapie wurde bereits durchgeführt und innerhalb der jetzigen Dekade sind mehrere Gentherapie-Studien geplant. Dies wird jedoch nur der relativ kleinen Gruppe, für deren Gendefekt die Gentherapie konzipiert wurde, helfen können, besser zu hören. Regenerative Medizin zum Ersatz verlorener Sinnes- und Nervenzellen ist ein weiteres Zukunftsfeld. Ein klinischer Einsatz der regenerativen Medizin wird wohl noch Forschung über ein bis zwei Dekaden erfordern. Bis dahin werden Hörgeräte und Cochlea-Implantate für die Mehrheit der Innenohrschwerhörigen die einzigen Möglichkeiten zu einer Hörverbesserung bleiben. Allerdings ist die Hörqualität insbesondere beim Cochlea-Implantat deutlich schlechter: dies liegt unter anderem an der begrenzten Übertragung von Information über die Tonhöhen. Um dies zu verbessern, werden aktuell optische Cochlea-Implantate entwickelt. Anstatt Schallwellen in elektrische Signale umzuwandeln, transformieren wir in unseren Experimenten Schallwellen in Lichtsignale, weil Licht besser als Strom fokussiert werden kann. Das Licht wird durch "Lichtschalter" in den Hörnervenzellen erkannt und führt so zu einer Hörwahrnehmung, was im Tierexperiment bereits gelingt. Deswegen könnten mit "Licht-Hören" mehr Information über die Schallfrequenzen weiter-gegeben und der Hörsinn für Schwerhörige zukünftig differenzierter stimuliert werden.

Klicken Sie hier um die Aufzeichnung des Vortrags anzusehen (in Deutsch).

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Eine spezielle Neuroprothese kann vielen Hörgeschädigten helfen: das Cochlea-Implantat. Dr. Daniel Keppeler und seine Partner möchten das Implantat nun verbessern. Dazu muss jedoch ein neuer Weg beschritten werden: eine Gentherapie, die Licht hörbar macht.
Wir erklären, wie das neue System funktioniert und besprechen, welche Hürden die Forschenden bereits überwunden haben, welche Anstrengungen noch vor ihnen liegen, und bis wann die neue Technik den Gehörlosen zur Verfügung könnte.

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Prof. Moser erklärt die optogenetische Wiederherstellung des Hörsinns und beantwortet Fragen dazu in einer Folge der Videoserie "Lautstark" der Deutschen Cochlea Implantat Gesellschaft. Video mit Untertiteln.

Prof. Moser giving a presentation on and answering questions about optogenetic hearing restoration in a video series by the German Cochlear Implant Society. Video in German language with German captions.

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Dr. Alexander Dieter was awarded the Friedrich Hirzebruch Dissertation Prize 2021 for his dissertation on Optical Cochlear Implants at the Institute of Auditory Neuroscience of the University Medical Center Göttingen, Germany. He worked on an innovative method of hearing restoration using light. Even though a long way remains to be gone before reaching clinical application, preclinical work suggests that optogenetic hearing restoration might improve the quality of artifical sound encoding in the future. (German video with English subtitles)

Click here to read the article at studienstiftung.de.

Even when we sleep, part of us is alert. Our sense of hearing is on duty 24 hours a day, detecting danger, helping us communicate, and orienting us. But hearing often suffers from sensory overload and stress.

Scientific Grand Prize lecture 2020 of Tobias Moser.

Portrait of Tobias Moser.

Click here to learn more about the prize at the Fondation Pour l'Audition (in French).

...The aim of the cluster is to connect photonics, molecular biosciences, neuroscience and cardiovascular research to get a better understanding of excitable cells, which play a very important role in both disorders of the heart and the brain. He explained how the application process for such a cluster works and what the opportunities and challenges are. Then, of course, you are also going to hear about the research goal of the cluster, and in the end he told Jeanette a bit about his personal background and how he became a medical researcher in Göttingen. You are also going to hear about an exciting new project that is part of the cluster of excellence, the Hertha Sponer College, which will be launched very soon and aims at making interdisciplinary education in medics, physics and biology available to students and young researchers in these fields.

The award, which is highly regarded in the medical world, is being given to Göttingen-based neuroscientist Professor Dr. med. Tobias Moser for his ground-breaking work in signal transduction in the inner ear and his innovative therapy concepts for treating hardness of hearing, and to Zürich-based structural biologist Professor Nenad Ban, PhD for his pioneering research findings on the structure and function of eukaryotic ribosomes. The exceptional scientists have both obtained important fundamental results that can be used for further application-related research in their respective fields and are sharing the considerable prize money of 300,000 euros equally.

Can light restore hearing in deaf people? Researchers hope that through optogenetics, they can use micro-LED lights to make better cochlear implants than those used by deaf people today (...)

360 juta orang mengidap gangguan pendengaran, demikian taksiran WHO. Mulai dari tahap ringan hingga tuli total. Para ilmuwan di Göttingen Jerman lakukan riset untuk obati gangguan pendengaran dengan impuls cahaya.

According to WHO estimates, 360 million people suffer from hearing loss, ranging from mild to total deafness. Scientists in Göttingen, Germany, are researching the treatment of hearing loss with light impulses.

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Researchers have taken another step toward reversing deafness using gene therapy.
The latest success involves mice with an inherited form of deafness, a team reports Wednesday in the journal Science Translational Medicine. And a similar approach is already being tried in people with hearing loss caused by damage to cells in the inner ear.
"I'd say we are very close" to having gene therapies that can restore hearing loss from a wide range of causes, says Dr. Tobias Moser, a professor of auditory neuroscience at the University of Göttingen in Germany. Moser wrote an article accompanying the mouse study.

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Prof. Dr. Tobias Moser - Gottfried Wilhelm Leibniz-Preisträger 2015

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