Más allá del discurso: Cómo manejan la complejidad de la música los implantes cocleares MED-EL

Comprender el discurso es un proceso complejo. Pero los implantes cocleares han estado permitiendo a las personas con pérdida auditiva neurosensorial grave a profunda entender el habla durante décadas.

Actualmente, estos dispositivos suelen denominarse procesadores de audio, pero ¿por qué cambiar el nombre? Los procesadores de hoy en día no solo permiten a los destinatarios de implantes cocleares oír y entender el habla, sino que también hacen posible percibir y apreciar sonidos más complejos, como la música.

Para comprender estos sonidos más complejos, los usuarios de IC necesitan dispositivos de tecnología innovadora que permitan lograr una audición lo más semejante posible a la audición normal. Hay muchos aspectos de la música que la hacen más compleja que el habla. Si bien la percepción del sonido varía entre usuarios según factores como la duración y la causa de la pérdida auditiva, MED-EL ha desarrollado una tecnología para manejar la complejidad de la música y proporcionar a los usuarios de IC la oportunidad de disfrutar más la música.

Frecuencia y volumen

El rango de frecuencias en la música por lo general es más amplio el habla. Las frecuencias producidas por instrumentos como la tuba, por ejemplo, son más profundas que la voz humana más grave. Y la voz aguda de un niño es casi tan alta como los sonidos agudos de un flautín, por ejemplo. El habla abarca aproximadamente desde 125 hasta 8000 Hz.

Para percibir una amplia gama de frecuencias de la manera menos distorsionada posible, la guía de electrodos del implante coclear debe cubrir la mayor longitud posible de la cóclea. MED-EL ha desarrollado el portafolio más amplio de guías de electrodos disponible en el mercado. Las cócleas varían en tamaño y, al seleccionar la guía de electrodos que mejor se ajusta a la longitud del conducto coclear de cada persona, los usuarios de IC tienen acceso a frecuencias más bajas estimuladas en la región apical de la cóclea, lo que mejora significativamente la apreciación de la música. [1] Los procesadores de audio de MED-EL pueden captar frecuencias que van desde 70 hasta 8500 Hz.

Al igual que la frecuencia, el rango de volumen en la música que las personas pueden disfrutar al escucharla también es mucho más amplio que en el habla, especialmente en la música orquestal. Cuando todos los músicos de una orquesta tocan fortísimo juntos, puede ser muy intenso. (Los fanáticos de deportes ruidosos en un estadio pueden ser aún más ruidosos, pero ese es un sonido al que la mayoría de los oyentes intenta bloquear en lugar de escuchar activamente). Y el contraste dinámico, así como la construcción y disminución de la tensión, son esenciales para transmitir emociones en la música; una sección ruidosa y frenética podría pasar a un solo muy suave, melancólico y delicado.

El procesamiento avanzado en la etapa inicial con programas diseñados específicamente para la música permite a los procesadores de audio transmitir un amplio rango dinámico con una compresión óptima. Esto preserva las señales de volumen de manera suficiente, y permite a los usuarios de IC percibir la complejidad dinámica de la música sin demasiada distorsión en la profundidad de modulación. [2]

El rango de frecuencia y volumen requerido para la percepción del habla se puede ilustrar en el audiograma de la “banana del habla” que se muestra a continuación.  También se indica en el audiograma una burbuja más grande que representa los rangos de volumen y frecuencia necesarios para la percepción completa de la música. Esta visualización deja claro que la tecnología de implantes cocleares que es suficiente para la percepción del habla en cuanto a tono y volumen puede no ser adecuada para disfrutar de la música.

Frecuencias de la música y el habla

El discurso en silencio o en el ruido contra la plenitud del sonido

Entender el discurso en una variedad de situaciones auditivas es muy importante para la comunicación. Desde el discurso en silencio hasta el discurso en el ruido, las tecnologías avanzadas de procesamiento de audio pueden ajustarse a diferentes niveles de ruido de fondo y concentrarse en las voces que hablan. Para el discurso en silencio, pueden ser suficientes tan solo cuatro canales espectrales. Sin embargo, la música consiste en un entramado de sonido en el que se combinan muchas capas para formar una canción, por lo que requiere más canales. [3]

Para una apreciación óptima de la música, los usuarios de IC deben percibir todas las capas de sonido, no solo un instrumento. Las guías de electrodos MED-EL consisten en doce electrodos, pero la creación de hasta 250 tonos a lo largo de toda la guía de electrodos permite transmitir un espectro de frecuencias. Esto hace que el sonido sea más rico y natural.

La estructura fina y la envolvente del sonido para la percepción del timbre

El timbre es una cualidad del sonido musical que desempeña un papel importante en la distinción entre instrumentos. Un aspecto importante del timbre es la estructura fina del sonido. La estructura fina temporal es la portadora de sonido que oscila más rápidamente y que está contenida dentro de la envolvente del sonido, las señales temporales más lentas.

La mayoría de las tecnologías de implantes cocleares solo utilizan la envolvente del sonido en sus estrategias de codificación de sonido. Pero la tecnología FineHearing de MED-EL utiliza la codificación coincidente en ritmo para estimular la parte apical de la cóclea en sincronización con la estructura fina del sonido. Esta combinación de codificación coincidente en ritmo y en lugar mejora la percepción del timbre y acerca a los usuarios de IC de MED-EL a una audición natural. [4]

Estructura fina vs sonido envolvente

Beneficios adicionales para la comprensión del habla

En lenguajes tonales, como el mandarín y muchos otros idiomas asiáticos y africanos, la percepción del tono tiene un papel especialmente importante. Una ligera diferencia en el tono puede resultar en una palabra diferente con un significado completamente distinto. Los usuarios de IC que están aprendiendo a hablar un idioma tonal como el mandarín pueden beneficiarse con la tecnología MED-EL, que reproduce el tono de manera más precisa. [5]

La tecnología MED-EL, que hace posible la percepción y apreciación de la música, también acerca a los usuarios a una audición natural. Aunque la plasticidad auditiva permite compensar en cierta medida la falta de coincidencia entre tono y ubicación, cuando esta falta de coincidencia es demasiado grande, es posible que los usuarios no puedan adaptarse a esta por completo. [6] Por lo tanto, cuanto más se acerquen las frecuencias de los electrodos a la tonotopía natural de la cóclea, el proceso de rehabilitación podrá ser más rápido y el cerebro tendrá menos dificultades para percibir correctamente las frecuencias del habla y otros sonidos.

¿Qué tan bien pueden percibir la música los usuarios de implantes cocleares?

A pesar de los avances en la tecnología de implantes cocleares, persisten muchos mitos sobre cómo escucha con un implante coclear, especialmente cuando se trata de música. En un estudio reciente, los usuarios de implantes cocleares utilizaron la aplicación de entrenamiento musical Meludia para mejorar habilidades musicales como la percepción de intervalos y acordes. Los resultados del estudio mostraron que muchos usuarios de IC MED-EL pueden percibir las complejidades de la música mucho mejor de lo que se cree comúnmente.

Estudios anteriores habían mostrado que los destinatarios de IC típicamente solo podían percibir una diferencia de tres semitonos en el tono (por ejemplo, F vs. G#). [7] Pero con los implantes cocleares MED-EL, el 80% de los participantes del estudio de Meludia pudieron completar lecciones que implicaban distinguir entre un solo semitono (por ejemplo, F vs. F#).  Y con un entrenamiento musical adicional, sus habilidades pueden mejorar aún más. [8]

Música y calidad de vida

La percepción de la música no debe considerarse simplemente como una ventaja adicional para los usuarios de IC; la música y otros sonidos complejos son partes integrales de la vida cotidiana. A través de la música establecemos conexiones significativas con otras personas y el mundo que nos rodea. La música mejora significativamente la calidad de vida. Y al mejorar la percepción de la música para los usuarios de implantes cocleares, también los acercamos a una audición natural.

References

1. Landwehr et al. Effects of various electrode configurations on music perception, intonation and speaker gender identification. Cochlear Implants Int. 2014 Jan; 15(1): 27-35.
2. Gilbert, M., Deroche, M. L. D., Jiradejvong, P., Barrett, K. C., & Limb, C. J. (2021). Cochlear Implant Compression Optimization for Musical Sound Quality in MED-EL Users. Ear And Hearing, 43(3), 862–873. https://doi.org/10.1097/aud.0000000000001145
3. Limb, C. J., & Roy, A. T. (2014). Technological, biological, and acoustical constraints to music perception in cochlear implant users. Hearing Research, 308, 13–26. https://doi.org/10.1016/j.heares.2013.04.009
4. Müller et al. Clinical trial results with the MED-EL fine structure processing coding strategy in experienced cochlear implant users. ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec. 2012; 74(4): 185-98.
5. Gao, Z., Wang, S., Yang, H. G., Xia, F., Shang, Y., Wang, B., Tian, X., Li, Y., Wei, X., Shu, Z. M., & Chiusso, F. (2022). Cochlear Implantation in Young Mandarin-Speaking Children: One Year After First Fitting. Otology & Neurotology, 43(6), e645–e650. https://doi.org/10.1097/mao.0000000000003555
6. Svirsky, M. A., Fitzgerald, M. B., Sagi, E., & Glassman, E. K. (2015). Bilateral cochlear implants with large asymmetries in electrode insertion depth: implications for the study of auditory Acta Oto-laryngologica, 135(4), 354-363. https://doi.org/10.3109/00016489.2014.1002052
7. Kang, , Nimmons, G.L., Drennan, W., Longnion, J., Ruffin, C., Nie, K., et al. 2009. Development and validation of the university of Washington clinical assessment of music perception test. Ear & Hearing, 30(4): 411–418. doi:https://doi.org/10.1097/AUD.0b013e3181a61bc0.
8. Boyer, J., & Stohl, J. (2022). MELUDIA – Online music training for cochlear implant users. Cochlear Implants International, 23(5), 257–269. https://doi.org/10.1080/14670100.2022.2069313